淺談環境監測實驗室應用LIMS的意義

陳曼丁 （天津市環境監測中心 天津300191）

淺談環境監測實驗室應用LIMS的意義

陳曼丁 （天津市環境監測中心 天津300191）

介紹了實驗室信息系統（LIMS）的概念、功能、特點，以環境監測領域實驗室信息系統為例，描述了環境監測實驗室LIMS的設計思路和實施方法。

LIMS 環境 監測 實驗室

0 引言

隨著改革開放的不斷深入和天津市濱海新區的開發開放，越來越多的跨國公司、外資企業對我市環境監測實驗室的管理流程和檢測能力提出了與國際接軌的技術要求。中國加入世貿，國外實驗室紛紛設立了獨資和合作實驗室，其標準化實驗室管理和質量保障體系已對環境監測實驗室提出了挑戰。

與此同時，計算機科學技術的應用向各領域逐步深入，誕生出實驗室信息管理系統（LIMS），它在試樣接收、實驗分析、質量控制、實驗方法等方面實現了全程跟蹤管理，使實驗人員實時掌握樣品所在位置、所處狀態和分析結果，并按要求完成各種報表和報告，極大地提高了工作效率。

環境監測實驗室如何利用先進的LIMS技術建立適合環境監測系統的LIMS，提高自身的檢測能力與水平，關系到環境檢測報告數據的時效性與準確性，對監測系統的能力提高和為政府決策提供幫助方面有著重大的指導意義，也是擺在環境監測人員面前的一項重大議題。

1 LIMS簡介

1.1 實驗室信息管理系統（LIMS）

實驗室信息管理系統是由計算機硬件和應用軟件組成，能夠完成實驗室數據和信息的采集、分析、報告和管理。LIMS基于計算機局域網，專門針對一個實驗室的整體環境而設計，是一個包括了信號采集設備、數據通訊軟件、數據庫管理軟件在內的高效集成系統。

它以實驗室為中心，將實驗室的業務流程、環境、人員、儀器設備、標物標液、化學試劑、標準方法、圖書資料、文件記錄、科研管理、項目管理、客戶管理等等影響分析數據的因素有機結合起來，采用先進的計算機網絡技術、數據庫技術和標準化的實驗室管理思想，組成一個全面、規范的管理體系，為實現分析數據網上調度，分析數據自動采集、快速分布、信息共享，分析報告無紙化，質量保證體系順利實施，成本嚴格控制，人員量化考核，實驗室管理水平整體提高等各方面提供技術支持，是連接實驗室、生產車間、質管部門及客戶的信息平臺，同時引入先進的數理統計技術，如方差分析、相關和回歸分析、顯著性檢驗、累積和控制圖、抽樣檢驗等，協助職能部門發現和控制影響產品質量的關鍵因素。

1.2 ISO/IEC 17025:2005與LIMS

國際標準化組織（ISO）和國際電工委員會（IEC）于2005年發布了ISO/IEC17025:2005《檢測和校準實驗室認可準則》國際標準。該標準是對實驗室能力進行認可的依據，也為檢測和校準實驗室建立質量、行政和技術運作的管理體系，以及為實驗室的客戶，法定管理機構對實驗室能力進行確認或承認提供指南。

實驗室建立、實施和維持與其活動范圍相適應的質量體系是規范實驗室行為的基本準則，是確保實驗室檢測和校準結果所需的程序，是履行為客戶提供檢測和校準服務質量的承諾，實現實驗室的質量方針和質量目標的保證。在最新版的ISO/IEC 1702:2005中主要提倡持續改進，更加強調管理者的職責，管理者只有對自己負責的實驗室情況有一個非常清楚的了解才能更加準確的決策。通過建立LIMS系統，使實驗室相關的重要信息更加數字化，例如人員上崗證的管理、人員工作量的統計、分析準確度的統計、儀器使用率、設備完好率、材料庫存量等信息隨時可以查詢出來，為領導正確決策提供依據，避免重復采購的浪費，避免不合格儀器的超期使用，也避免了新老文件并存的問題。這些都將有利于確保質量體系全面落實和有效執行，并規范實驗室工作人員行為，監督實驗過程，減少或避免不良因素對實驗室結果的影響，并能及時準確了解實驗數據，反映被檢對象的真實質量狀況。

2 LIMS主要功能

2.1 完成所有環境監測業務

環境監測業務主要有：建設項目環境驗收監測、污染源監督監測、排污申報委托監測、環境質量監測、環境評價監測、社會委托測試、機動車尾氣檢測、室內環境檢測、環保產品指標檢測、突發性環境污染事故監測、信訪監測、環境污染糾紛仲裁監測、新化學品毒性檢測等，通過LIMS可以將這些業務在系統中實現，避免了因為安排任務的不詳細造成分析或檢驗方法的錯誤。

2.2 實現質量控制數據的溯源

在LIMS中建立了空白、空白加標、樣品加標、樣品加標平行、樣品比對等多種質控方法，在實驗室內部，根據內部質量控制規定，按照10%隨時添加QC平行樣，并且分析員依據分析方法，嚴格進行空白、空白加標、平行樣、基體加標、基體加標平行、示蹤物加標等多種質控方法。在實驗室外部，質控部門可以不定期地將盲樣作為一個新的任務下達，實驗室完成分析后將數據上傳到系統中，質控部門可以據此判斷實驗室的分析質量情況。

2.3 滿足國家實驗室認可的要求

環境監測實驗室擁有完善的質量管理體系，具備國家計量認證和國家實驗室認可等多項資質，因此必須確保在LIMS系統上線后質量管理體系依然能夠嚴格按照ISO/IEC 17025:2005的相關要求運行，分析人員與分析方法關聯，并通過授權才能實現結果的錄入，分析儀器的檢定周期也與分析方法關聯，保證儀器設備均在計量檢定/校準的有效期內使用；此外LIMS系統充分體現了對實驗室人（人員）、機（設備）、料（樣品、試劑、標樣）、法（方法、質量）、環（環境設施）等要素的全面管理，并通過在系統中嚴格按照審核流程實現數據的可追溯性，既滿足日常管理要求，又保證對分析數據的嚴格管理和控制，從而真正體現了LIMS系統對提升實驗室管理水平的巨大作用。

2.4 實現監測報告的自動生成

應用LIMS系統后，進入系統的數據會自動生成各種類型的格式報告，滿足實驗室的要求，將分析人員從枯燥的制作數據報告工作中解脫出來，并且由于系統已經定義了準確的修約規則，系統會自動按照規定的修約規則進行修約，避免人為錯誤。

2.5 實現實驗室信息化管理

環境監測實驗室需要一套科學、有效的實驗室管理系統軟件提高實驗室的工作效率和管理水平。LIMS系統通過對樣品檢驗流程、分析數據及報告、實驗室資源、客戶信息等要素的綜合管理，按照標準化實驗室管理規范，建立符合實驗室業務流程的質量體系，實現實驗室信息化管理，將為實驗室提高分析水平、規范樣品檢測過程、降低實驗成本提供堅實的保證。

3 如何實施LIMS

3.1 基礎網絡和計算機環境

LIMS是一個信息應用軟件系統，依托實驗室內部局域網和服務器系統，管理實驗室的日常業務流程及工作內容，實現信息傳輸與共享，因而實施前必須具備一定的網絡運行環境。

3.2 完善的實驗工作流程

實施LIMS系統的一個重要目的是實現實驗室日常工作按照標準流程來執行，若實驗室目前尚未具備程序化管理工作流程，各項管理工作隨機性很大，這對今后LIMS系統管理實驗室會帶來很大問題。因此在實施LIMS系統之前，實驗室應該制定出各項業務的工作流程，設計工作表單，使管理工作規范化。

3.3 遵循循序漸進原則

LIMS系統管理涉及實驗室的各個方面，甚至需要協調單位相關管理部門，所以系統建設很難一步到位，應該采取循序漸進策略，讓使用人員逐步了解、逐步消化、逐步掌握。實施前制定一個長期的實施計劃，分幾步解決不同階段的重點問題。

4 實施LIMS意義

4.1 減少工作量，提高效率

①通過儀器采集，減少手動錄入數據的麻煩，降低了出錯率；②通過定義公式實現了復雜繁瑣計算的自動完成；③系統自動根據每次測試的樣品數，計算出次均值，周期平均或日均值，降低了統計計算的工作，并且避免了統計出錯；④自動生成數據報表、報告，降低了手動統計數據的工作量。

4.2 規范了實驗室管理

通過LIMS加強了環境監測實驗室的業務規范化程度，所有監測任務在LIMS中進行統一安排，做到有序管理。并且在資源管理上實現了儀器檢定校準管理、標準物質管理、人員上崗證管理以及庫存管理等，并且每一類都具備自動提醒功能，使整個實驗室的質量管理工作更加嚴密。

4.3 通過查詢和統計功能提高監測數據的利用率

LIMS系統數據庫儲存著所有實驗數據，能夠反映一定時間段內的監測數據變化情況，通過相應的功能開發可以更好的對數據進行充分利用，并可以對元數據進行深度挖掘，系統分析。

4.4 科學決策

通過對人員工作量等方面進行統計以及對材料消耗方面進行核算，優化實驗室的各種資源的分配；通過對儀器使用情況的統計，可以了解儀器的使用性能，對儀器生產廠商作出科學評價，為領導正確決策創造條件；通過長期的分析監測找到趨勢，從而發現分析數據的異常，避免了質量事故，真正做到提高質量管理水平。

5 結語

環境監測實驗室正經歷一個由樣品分析、生成單一紙制報告到全面實現信息數字化的重大轉變。LIMS系統的出現也為實驗室的信息化變革提供了技術支持和有力保障。LIMS技術的成功應用將會極大地提高實驗室的管理能力和檢測、校準水平，促進實驗室各項檢測工作高效進行，提高實驗數據的時效性與準確性，為更好的滿足環境監測方面日益增長的需求，提高環境監測實驗室的核心競爭力提供巨大的幫助。■

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2010-01-14