1、实验室信息管理系统（LIMS）的技术与应用进展摘要：实验室信息管理系统（LIMS）自问世以来，在世界范围内取得了令人惊叹的技术进展和应用成就。该文从现代化实验室实施 LIMS 的意义，LIMS 主要的技术发展阶段，目前国内 LIMS 的应用情况，分析测试性实验室在实施 LIMS 后预期达到的目标，以及当前 LIMS 项目实施中存在的问题和应用前景等方面进行综述。 关键词：实验室信息管理系统 技术应用 进展 实验室信息管理系统（laboratory information management system，LIMS）是将实验室的分析仪器通过计算机网络连接起来，将现代管理思想与网络技术、数据存储
2、技术、快速数据处理技术、自动化仪器分析技术有机结合，实现以实验室为核心的整体全方位管理。LIMS 集样品管理、资源管理、业务管理、数据管理及报告管理等要素为一体，组成一套完整的实验室综合管理和产品质量监控体系，以实现科学的质量管理为目的，保证对实验室分析数据的严格管理和控制。 1 现代化实验室实施 LIMS 的意义 LIMS 作为现代信息技术、现代管理科学与现代分析技术美结合的产物，过去 30 年中，在世界范围内取得了令人惊叹的技术进展和应用成就，为各种规模实验室的高效、科学运作，以及各类信息的存储、交流和二次加工利用提供了强有力的平台，从而促进了实验室以及所在机构工作的各个环节能够实现全面量
3、化评价和质量目标管理。 我国的 LIMS 研究和应用虽然比国外滞后了 10 多年，但是经过近些年的努力，LIMS 工程的实施和应用已取得了一定的经验和成果，并且对实验室的规范管理有很大的促进作用。LIMS 的实施，能够实现实验室质量管理水平的全面提升，使实验室的业务工作与市场竞争机制接轨，与国际惯例接轨，与科学化规范化的管理体制接轨。 2 LIMS 的技术发展 2.1 发展概况 LIMS 形成于 20 世纪 60 年代末期，20 世纪 90 年代得到了飞速发展，到 21 世纪已出现采用 Internet/Intranet 和 Web 技术的 LIMS。LIMS 的设计是以美国试验与材料学会（A
4、STM）制订的实验室信息管理系统（LIMS）标准指南 （E1578-93）LIMS 标准和实验室的质量管理体系为准则，遵循国际通用的实验室认可准则 ISO/IEC 17025： 2005检测和校准实验室能力的通用要求 。 2.2 LIMS 的计算机软件架构模式 LIMS 是随着计算机技术的进步而逐渐发展起来的。每一次计算机应用技术的革新必然会带来 LIMS 的革新。在计算机软件架构方面，主要历经了 C/S 和 B/S 两个不同的阶段。 C/S 模式： C/S 技术（C/S 又称 client/server 或客户/服务器模式）其结构经历了二层 C/S、三层乃至多层 C/S 的演进。伴随着网络应
5、用，应用程序的架构又开始流行集中式架构。集中式架构可将所有的运算能力与数据处理程序集中在 Web 服务器中进行，进而利用浏览器构建 Web 应用。出于成本的考虑，越来越多的系统采用这种集中式架构。通过 Web应用程序，第一次将应用程序部署让给用户，使用的成本可近于零，且能比以往服务拥有更多的使用者。C/S 模式只适用于局域网，其各部分模块中有一部分改变，就要关联到其他模块的变动，使系统升级成本加大。B/S 模式： B/S 技术则是伴随着 Internet 的普及而来。B/S 是brower/server 的缩写，客户机上只要安装一个浏览器（ Browser） 。从严格意义来说，B/S 架构应该
6、是基于浏览器的 Web 应用。B/S 架构的系统有着 C/S 架构无法取代的优点，如维护成本低，安装和部署零成本，数据和业务逻辑可以保持同步。B/S 最大的优点是应用于广域网，可以在任何地方进行操作而不用安装任何专门的软件，只要有一台能上网的电脑就能使用。特别是从用户的角度出发，B/S 架构软件更受欢迎。 综上可以看出，B/S 架构 C/S 架构的优缺点互补。现在国内外的LIMS 以及成熟的 LIMS 产品大多采用三层 C/S 与 B/S 混合的架构进行部署。实验室内部的数据采集、处理、分析以及数据查询应用 C/S 架构，对实验室外部的任务下达、样品登记、实验分包和数据查询等多采用 B/S 架
7、构。 2.3 国内主要采用的模式 目前国内实验室的 LIMS 主要采用 C/S 模式。因为客户端上安装有应用程序，软件的升级、病毒、人为因素等造成的系统破坏都需要到现场维护，使得维护工作复杂化。近年来信息技术的发展，对 LIMS 的发展起到了巨大的推动作用，已经有实验室的 LIMS 采用 B/S 模式。B/S 模式是一种以 Web 技术为基础的新型信息系统平台模式，它把传统 C/S 模式中的服务器部分分解为一个数据服务器与一个或多个应用服务器（Web 服务器） ，从而构成一个三层结构的客户服务器体系，简化了客户端。B/S 模式具有快速的应用更新、易于维护集成的资源共享等特点。 3 国内实验室管
8、理存在的问题和实施 LIMS 系统的预期目标 3.1 国内实验室管理存在的问题各种类型的实验室，无论是研究开发型、过程控制型还是分析测试型，其主要功能都是接受样品、执行分析任务与报告分析结果。随着实验室业务量的迅速膨胀，业务规则的日趋复杂，以及历史数据的不断积累，实验室信息往往数量上非常庞大，逻辑上又非常复杂。在传统的人工管理模式下，实验室维护这些信息需要耗费大量的人力和物力，但管理效率却相当低下，而且总是不可避免地会出现很多错误，因此无法进行实验室信息的快速科学分析。 3.2 实施 LIMS 的预期目标 面向整体工作环境，联接管理层、业务部门、质量管理部门及实验室，通过 Web 发布质量数据
9、，建立起快速高效的检测数据共享平台。 通过 LIMS，将具有标准硬件和软件接口的分析仪器与 LIMS 直接连接起来，实现分析数据的自动化采集，减少人工干预，确保数据的原始性和准确性，同时极大地缩短分析数据的产生周期， 节约人力成本。自动采集的数据不但是分析结果，而且包括原始数据及图谱数据，为确保每个分析数据的可溯性提供技术保障。 通过 LIMS，为每个分析样品在实验室的流转建立严格程序，实现分析检测工作流程化，包括样品登记、采样、分样、检测、审核、出报告等各个环节。流程式管理方法及工作痕迹记忆功能，可使管理人员改进和规范实验室工作流程。 通过 LIMS 将每个分析数据的原始信息全部记录下来，包
10、括数据生成、修改、审核等每一环节，确保了数据的可靠性。同时自动生成各类报表，如分析报告单、原始记录单、样品登记单等，并通过网络进行传送，提高自动化办公和数据传递的管理水平。 4 当前 LIMS 项目实施中存在的问题和应用前景 4.1 存在的问题 从 LIMS 的定义来看，仪器数据的自动采集，即仪器接口，是 LIMS中十分重要的模块，也是用户衡量 LIMS 实施成功与否的一个重要指标。但由于仪器种类众多，通讯协议纷繁复杂，仪器接口也成为 LIMS 实施的一个瓶颈，主要体现在以下两个方面。 仪器数量及种类多，难以集中管理：目前，采用 RS232/RS485 接口的仪器众多，而 1 台计算机通常只有
11、 1 个 RS232/RS485 接口，如果用 1台计算机控制 1 台仪器，这样会导致仪器控制成本太高。目前市场上也出现了 RS232/RS485 集线器，可以使用 1 台计算机控制多台 RS232/RS485的仪器，但基于 RS232/RS485 集线器的布线复杂，影响实验室整体美观，而且由于连接线电器特性而导致长度的限制，这种方式在实际应用中也不多。 接口程序操作复杂：接口程序的操作较复杂，是很多用户不愿意使用的原因之一。其原因一是接口程序与 LIMS 系统之间没有无缝连接，造成了一些不必要的重复操作。 4.2 应用前景 未来的实验室应当是高度专业化、智能化、系统化、自动化空间跨距大以及多
12、学科交叉的，因此现有的以信息管理为主题思想的 LIMS 将不断适应实验室发展的要求。结合信息技术、数字技术的发展，未来的实验室将是数字化的。数字化的实验室除了自身专业技术的数字化，实验室的管理、运行都将是数字化的。为顺应这种发展的潮流，数字化的LIMS 首先要在专用分析方法上着手，为实验室提供更深层次的、专门的、结合其专业最新科研成果的分析方法。只有这样，才能真正把 LIMS 的应用提升到技术的最前沿，满足数字化时代的要求。 参考文献： 1 冉茂华. 加强计量认证研究，完善质量监管体系J. 质量与可靠性. 2011（04） 2 李治义. 实验室信息管理系统的实施及应用J. 石化技术. 2009（01） 3 谢瑞，肖海红. 实验室管理信息系统的设计与研究J. 河南工程学院学报（自然科学版）. 2009（02） 4 张杰，包丹凤，梁金明. 实验室信息管理系统（LIMS）的二次开发与应用J. 广东化工. 2011（11） 5 黄凌海. 公司消费品检测跟踪系统 OTS 项目管理案例研究D. 西南交通大学 2011
