基于網絡技術的Em pow er 2色譜軟件在檢測實驗室的應用及特點

馬鵬飛，高翔，張國躍，童國寶，劉海靜

（陜西省食品藥品檢驗所，陜西西安710065）

基于網絡技術的Em pow er 2色譜軟件在檢測實驗室的應用及特點

馬鵬飛，高翔，張國躍，童國寶，劉海靜

（陜西省食品藥品檢驗所，陜西西安710065）

目的探討Empower色譜軟件在檢測實驗室的應用及特點，為實驗室的正確使用提供參考。方法系統(tǒng)介紹該軟件的硬件配置、軟件設計特點及數(shù)據(jù)采集、處理、符合法律法規(guī)方面的特征并分析軟件的不足。結果與結論Empower2色譜軟件功能強大，軟件設計復雜，學習、使用費時費力，應根據(jù)檢測實驗室的具體情況選擇模式、購置使用。

色譜軟件；液相操作系統(tǒng)；Empower系統(tǒng)

近年來，隨著色譜技術的發(fā)展，色譜數(shù)據(jù)的網絡化使用管理越來越受到重視。2005年，我單位招標采購液相色譜儀，并隨機購置了美國Waters公司Empower 2網絡版軟件1套。2013年，該網絡軟件與中國食品藥品檢定研究院開發(fā)的《藥品檢驗管理系統(tǒng)》并機運行。目前，該網絡色譜系統(tǒng)控制并運行4家生產公司的液相色譜儀42臺，且運行穩(wěn)定，實現(xiàn)了儀器間的無縫連接，處理數(shù)據(jù)、打印報告等工作可在網絡內任何一臺客戶端上進行，減少了繁重的數(shù)據(jù)抄寫和手工計算工作，避免了鍵盤重復輸入，提高了報告正確率，基本可實現(xiàn)無紙化辦公，并可使實驗人員脫離液相操作間的有害氣體及噪音干擾環(huán)境，且Empower 2處理數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)能力及出色的批處理、色譜積分等特點都提高了效率。為推進分析數(shù)據(jù)網絡化發(fā)展，現(xiàn)對該軟件的應用及特點予以介紹。

1　應用

1.1硬件構成

Empower 2是32位數(shù)據(jù)采集和管理應用程序［1］，能滿足各種色譜需求。系統(tǒng)主要由運行Empower（內嵌關系型數(shù)據(jù)庫）軟件的計算機、busLAC/ETM卡接口（Waters公司專用配套軟件使用的數(shù)據(jù)采集卡）、色譜設備的COM端口（或8口串行接口）3部分組成，共有3種使用模式。

Personal獨立工作站模式：工作站集軟件及busLAC/ETM卡于一體，適合只有1～4臺色譜設備的實驗室（可配置的色譜設備無數(shù)量限制，但軟件只能同時控制4個在線色譜設備），設備直接與工作站連接即可控制系統(tǒng)運行。

Workgroup工作模式：適合有多臺計算機和幾套色譜系統(tǒng)的小型實驗室，無服務器，系統(tǒng)穩(wěn)定，數(shù)據(jù)安全，費用較低。配置主要包括Waters LAC/E采集服務器（Empower計算機專用，主要提供色譜儀器控制和數(shù)據(jù)采集功能，包括1個busLAC/ETM卡及Empower軟件、Oracle關系數(shù)據(jù)庫）、計算機及色譜設備。在該配置中，采集服務器完成存儲和維護所有收集的數(shù)據(jù)，與之連接的其他客戶端均可隨時訪問、處理、存儲數(shù)據(jù)庫中的所有信息，并顯示任意一臺色譜設備的運行情況。可在軟件中配置任意多個色譜系統(tǒng)，但每臺采集服務器最多只能有4個色譜系統(tǒng)同時在線。

客戶機/服務器模式：為大企業(yè)或政府檢測機構設計，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的跨國共享，真正的無數(shù)量限制的色譜設備及多用戶客戶機控制運行。在Ethernet（以太）網服務器環(huán)境中運行，服務器中有密碼及權限保護的Oracle中心數(shù)據(jù)庫，允許客戶機訪問和使用服務器數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)、方法和結果，允許客戶機通過Waters LAC/E采集服務器控制并采集色譜系統(tǒng)數(shù)據(jù)。其工作模式是將單針進樣或樣品組采集的數(shù)據(jù)緩沖到采集服務器，通過標準Ethernet連接，傳輸?shù)椒掌鞯臄?shù)據(jù)庫中進行原始數(shù)據(jù)備份，用戶使用密碼權限通過Empower軟件的應用程序訪問原始數(shù)據(jù)并進行積分處理。具體連接及工作模式見圖1。

1.2軟件特點

圖1　客戶機/服務器工作模式圖

Empower2軟件運行在Windows2000 Professional或Windows XPProfessional操作系統(tǒng)下，服務器一般安裝Windows 2000 professional系統(tǒng)，采集服務器及工作站可運行Windows XP Professional系統(tǒng)。軟件提供了基于圖標的圖形化用戶界面，可采集、處理、管理和生成數(shù)據(jù)、報告，同時滿足安全性需要并符合法規(guī)要求，支持多任務操作，可同時打開多個窗口操作，如可在采集數(shù)據(jù)的同時，調用查看以前的數(shù)據(jù)、微調或進行以前樣品峰的積分［2］。

Empower 2軟件功能強大，但使用界面復雜，必須經過長時間的學習才能系統(tǒng)掌握、正確使用，為此，系統(tǒng)提供了4種不同的用戶界面供選擇，且每個界面的主要功能不一，可供用戶根據(jù)各自的級別、習慣選擇使用，由系統(tǒng)管理員根據(jù)用戶級別進行分配。

Quick Start界面：該界面較直觀、簡化，是初學者常用的界面，可執(zhí)行采集數(shù)據(jù)、分析結果和創(chuàng)建報告等任務，可用來訪問軟件的主要功能。軟件由“演示幫助”方式指導驅動，可在執(zhí)行通用任務和步驟的同時進行學習。

Open Access界面：該界面易于使用，可用來訪問執(zhí)行日常分析任務的軟件功能。專門用于高通量實驗室，用戶可臨時使用計算機系統(tǒng)并用預先確定的方法運行樣品，也可選擇單獨運行樣品或使用已建立的模板。

Pro界面：該界面是最強大也是最常用的界面，可訪問軟件的全部功能。由化學研究人員或系統(tǒng)管理員專用，可方便地添加或修改用戶賬號、在多項目模式下查看項目、創(chuàng)建自定義字段視圖、訪問“報告查看器”查看已儲存的報告。

Web界面：該界面允許用戶使用Web瀏覽器在未安裝Empower 2的計算機上訪問Empower信息和結果。使用此界面只能對Empower2軟件進行有限訪問，用戶無法運行樣品或配置系統(tǒng)。

Empower 2軟件除可控制液相色譜外，還可控制氣相色譜、質譜、離子色譜等設備，能控制、運行除本公司外的15家公司200多種儀器設備。

1.3模塊功能

Empower 2軟件最常用的Pro界面共有6個功能模塊，即運行樣品、處理數(shù)據(jù)、瀏覽項目、查看數(shù)據(jù)、配置系統(tǒng)、打印數(shù)據(jù)，用戶可在此進行色譜控制、采集數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)并打印報告?！芭渲孟到y(tǒng)”可執(zhí)行大量系統(tǒng)管理任務，如創(chuàng)建項目、自定義字段、配置采集服務器、色譜系統(tǒng)及管理用戶、備份還原項目等；“瀏覽項目”可訪問每個項目，并可進行項目處理、查看、報告和管理；“運行樣品”主要依靠方法組控制色譜設備，并按要求采集數(shù)據(jù)，使用儀器方法可將控制和采集命令傳遞給色譜設備，產生樣品運行模式、平衡時間、校正和定量等，使用樣品方法命令運行樣品數(shù)量和順序，并與檢測信號一一對應。

Empower 2軟件管理設備及處理數(shù)據(jù)以項目為單元進行，項目下又以方法或方法組來采集或處理數(shù)據(jù)、打印報告，不同的項目或方法、方法組可互相調用。由于色譜設備及色譜數(shù)據(jù)極其復雜，為方便用戶使用，某一功能在所有模塊內均能運行，如數(shù)據(jù)處理在6個模塊中均可進行。

2　優(yōu)勢

2.1軟件設計符合各國法律法規(guī)要求［3］

軟件設計符合《歐洲藥典》《日本藥典》《美國藥典》《中國藥典》等藥典的要求，如通過設置，可計算超過50種系統(tǒng)適應性結果。根據(jù)NIST及各國藥典要求，Empower軟件內置了5種噪音的算法，工作人員可根據(jù)需要選擇使用。軟件還增加了使用空白進樣計算噪音信噪比計算的功能，只需在進樣時或數(shù)據(jù)處理前標記空白進樣通道，就能按照《歐洲藥典》《美國藥典》《日本藥典》的要求得到信噪比數(shù)值。軟件設計還符合美國電子簽名及審計追蹤等法規(guī)的要求。

2.2樣品批處理和綜合分析報告

進行大樣品分析時，如果每個樣品分別打印報告會浪費時間和紙張樣品量越大這個問題越突出。使用軟件選擇批量處理和綜合分析報告，可將色譜圖重疊打印在1張紙上，并以表格形式列出色譜數(shù)據(jù)；可對同一樣品多次進樣綜合報告，直接給出平均值、標準偏差（s）、相對標準偏差（RSD）等結果；可進行譜圖“圖中圖模式”，局部放大色譜圖并在1張圖譜上顯示；還可通過自定義字段得到標示百分含量、峰頂峰谷比值計算結果、多個色譜峰峰面積加和結果及顯示樣品是否合格。

2.3數(shù)據(jù)導出及導入功能

根據(jù)LCMS系統(tǒng)需要或中藥色譜指紋圖譜相似度評價［4］，可批量導出數(shù)據(jù)并轉換為第三方軟件能識別的ASCII、AIA、PDF等格式，還可利用Toolkit編程功能與第三方應用軟件互相通訊。軟件集成了類似Excel表格的計算功能，避免了手工輸入色譜峰信息的低效率與數(shù)據(jù)溯源等問題。

2.4數(shù)據(jù)報告功能

軟件中內置了大量的報告模板與報告組，可直接調用或在已有模板的基礎上進行編輯?？蛇x中多樣品的報告模板，在1頁紙上得到所需要的信息，也可利用軟件內置的排序與分組功能，將1組數(shù)據(jù)按不同性質進行區(qū)分，分別打印。對同一樣品多次進樣綜合分析報告，軟件提供內置的綜合報告，單個峰數(shù)值報告及全局性RSD圖等多樣結果，并可根據(jù)需要進行調整。

3　不足與建議

Empower 2功能強大，設計煩瑣，邏輯結構不清晰，學習理解不易，對實驗人員的學習能力要求較高。硬件方面，網絡附屬設施多，不利于實驗室布線，尤其LAC使用壽命短，且在北方灰塵較大的環(huán)境下故障率較高，不利于設備正常運行。

從實驗室實際使用情況看，色譜設備正常使用狀況下可達到無縫連接，但如出現(xiàn)故障，軟件無法正確處理，該停泵時沒停泵，造成流動相被泵完，磨損柱塞桿；不該停泵時因氣泡故障卻停泵。故Empower 2應繼續(xù)增強設計，不斷強化功能、尤其是故障糾錯能力，實現(xiàn)無縫連接。

［1］耿為利，童聞亮.N2000型色譜工作站故障分析及解決方法［J］.化工生產與技術，2007，14（3）：43-44.

［2］羅榮模，王泳濤.色譜工作站中譜峰識別的設計與實現(xiàn)［J］.中國計量學院學報，2003，14（1）：26-30.

［3］王建，侯艷寧，于洋，等.液相色譜-質譜聯(lián)用技術在體內藥物代謝分析研究領域的應用［J］.中國藥業(yè)，2007，16（2）：61-63.

［4］王佳麗.高效液相色譜-質譜聯(lián)用技術在藥物分析中的應用［J］.中國藥業(yè)，2009，18（14）：83-84.

R197.39

A

1006-4931（2015）16-0006-03

馬鵬飛，碩士研究生，工程師，研究方向為設備管理及應用，（電話）029-62288440（電子信箱）xampf@163.com。

2014-10-27；

2015-02-17）