計算機在生物實驗室管理中的應用

陳小紅 吳德武

(龍巖學院生命科學學院，福建 龍巖 364000)(龍巖學院化學與材料科學學院，福建 龍巖 364000)

生物實驗室承擔著《生物化學》、《分子生物學》、《細胞生物學》、《遺傳學》、《植物學》、《動物學》和《微生物學》等專業基礎課程的實驗課及《發酵工程》、《酶工程》、《細胞工程》、《食品工藝》、《獸醫藥理》和《獸醫病理》等專業課程的實驗課，同時為畢業設計和科研提供服務。與化學實驗室相似，需配備大量的化學試劑、玻璃器皿、小型儀器和大型設備；不同之處在于，生物實驗室包含大量的生物活體材料和活性物質，所用試劑、耗材及設備需適合生物材料甚至需保持生物活性，增加了病毒、致病菌的安全管理。生物實驗室的管理是一項極其復雜而繁重的工作，其中試劑、耗材及設備管理占有舉足輕重的地位，管理的好壞直接影響到實驗教學、科研和對外服務工作的順利開展。以往試劑、耗材及設備的出入庫等管理都是采用手工登記的方式，查閱起來非常麻煩，管理員不能掌握庫存的動態變化，對借出的物品不易跟蹤，給采購工作帶來一定的困難，容易造成浪費。手工登記容易造成單據丟失，同時也給學生、教師的借用帶來一定的不便。這種舊的管理模式存在著極大的缺陷，迫切需要一種簡單有效、快速準確的新管理模式來取代它。應用計算機技術開發實驗室管理系統是目前國內外較為有效、科學的實驗室管理方法，常用的管理系統有實驗室信息管理系統(LIMS)、化學藥品材料管理系統(MIS)、儀器設備維護校正管理系統(IMCS)、用Access數據庫開發的實驗室管理系統和用Visual Studio開發的實驗室管理系統等[1-4]。龍巖學院生命科學學院應用Microsoft Visual Studio軟件開發了適合該院實驗室的管理系統，用于實驗室試劑、耗材及設備的管理。

1 系統的建立

1.1 硬件和軟件的準備

采購一臺服務器作為硬件投入，將其寄存在學校現代教育技術中心，另配備一些電腦作為客戶端終端在實驗室。根據生物實驗試劑、耗材及設備的特點，應用Microsoft Visual Studio軟件，創建生物實驗管理系統，并將其制成網頁的形式，學生、教師和實驗員可上網進入系統。

1.2 信息采集與錄入

1.2.1 試劑、耗材及設備的信息采集與錄入

對倉庫及實驗室的試劑、耗材和儀器設備進行盤點，以采集物品信息。物品的基本信息需包括名稱、型號、規格、單位、單價和庫存量等，藥品信息還包括英文名稱和藥品性質如一般藥品、劇毒品、易燃易爆品和強腐蝕性藥品等以提醒學生注意安全，儀器設備的信息還需包括廠家、出廠號和購置日期等。物品信息錄入系統之前，必須對每種物品進行編號，而且每種物品的編號都是唯一的，編號的規則一般是按照物品的性質、類別和存放位置等進行編制。

1.2.2 用戶、實驗項目和文件通知等其他信息的采集與錄入

對用戶信息的采集，主要是對學生、教師和實驗員信息的采集。學生信息包括學號、姓名、班級、照片和電話，教師和實驗員只需姓名、照片和電話。系統將用戶分為4個組：學生、教師、管理員和超級管理員，他們的操作權限不同，系統同樣需要對每個用戶進行編號，并為每個用戶設定一個初始密碼。畢業生信息除了在用戶信息里可查詢外，還需在畢業生登記信息里可以查詢，并需要對畢業生再制定一個表格，增加畢業論文指導教師一欄，便于教師上網指定論文指導學生，并與教師經費掛勾。教師和實驗員還需撥付一定的實驗經費，系統增加一項帳戶管理內容。

采集實驗科目及其對應的實驗項目和實驗指導教師的信息，錄入系統后，教師即可上網進行實驗課耗材的登記，利于管理員將實驗教學與科研和對外服務分開管理。其他需錄入的信息有：儀器使用說明、實驗室規章制度、通知和新聞等。

2 系統功能

系統的主要功能包括查詢服務、試劑耗材管理、設備管理和帳戶管理等(圖1)。

圖1 系統功能模塊圖

2.1 查詢服務

通過上網輸入帳號和密碼，學生、教師和管理員就可進入系統進行各項查詢，如試劑耗材及設備的進出倉及庫存的查詢、用戶賬戶查詢以及文件、通知和新聞等的查詢。學生、教師和管理員通過查詢可隨時了解庫存的動態變化、物品去向和進倉情況，對于庫存不足的物品可通過及時填寫訂單來申報采購或向已借出的同學、教師借用。教師可進行賬戶查詢，隨時了解經費使用情況。學生進入系統可查詢實驗室規章制度、儀器使用說明、實驗室通知和院系新聞等，并可進入留言板留言提出意見和建議，這些都有利于實驗教學和實驗室管理工作順利、高效的開展。

2.2 試劑耗材管理

試劑耗材的管理包括試劑耗材的出倉、進倉和記帳等。出倉分為實驗教學、畢業設計、科研和對外服務等的出倉。對于實驗教學的出倉，首先由超級管理員在實驗項目管理中設定各實驗項目的指導教師，再由指導教師登錄系統進行開學初的實驗課耗材登記或實驗過程中的教學材料申領，經實驗室審核后，庫存不足的統一采購，實驗課前領出，結束后部分剩余藥品和器具需歸還，破損的由學生賠償，無需扣除教師經費，實驗教學的試劑耗材領用流程詳見圖2。對于畢業設計的出倉，首先由學生選擇指導教師，再由相應的指導教師上網登錄系統，登記對應的畢業生，獲得一定的畢業設計指導經費，這樣畢業生就可自行登錄系統進行畢業設計用試劑耗材的申領而無需教師親自登錄，并到庫房領用，系統自動扣除指導教師的經費。對于教師科研的出倉，則由教師登錄系統進行申領，由管理員確認領用后，扣除教師的經費。畢業設計和科研的試劑耗材領用流程詳見圖3。超級管理員對新購進的試劑耗材進行驗收后，執行進倉操作。實驗室對庫房定期盤點，采用系統記帳，大大提高了準確性。

圖2 實驗教學的試劑耗材領用流程圖 圖3 畢業設計和科研的試劑耗材領用流程圖

圖4 設備管理流程圖

2.3 設備管理

設備管理包括小型儀器和大型設備的管理，系統可執行小型儀器的借出、歸還和查詢操作，每臺小型儀器都有唯一編碼，類似于條形碼，貼于儀器上，這樣操作起來類似于圖書館的借書。使用管理系統后改變了以往小型儀器管理混亂的局面，每臺儀器由誰借用變得十分明朗，教師、學生之間相互借用也比較便捷，大大提高了儀器的使用率。大型設備固定位置擺放，教師、學生可登錄系統查詢現有的大型設備，了解其主要參數、存放地點和使用說明等，并可對設備進行預約、使用登記和報修等，真正實現了大型設備管理的網絡化，設備比以往得到了更好的維護，設備管理流程詳見圖4。

2.4 帳戶管理

帳戶管理主要指用戶管理和教師經費的管理，用戶主要包括學生、教師、管理員和超級管理員，學生(除畢業生外)只可進行查詢，教師和畢業生可進行查詢、申領、訂單操作、領用、借用、設備預約、設備使用登記和設備報修等，一般管理員還能進行申領確認和出倉操作，但不能修改數據、記錄，只有超級管理員才能對所有的數據和記錄進行修改。對于教師科研和畢業設計指導所借用的試劑耗材，系統須扣取經費，這樣對科研和畢業設計的領用有所控制，不占用一般的實驗教學資源，教師可使用自己的課題經費或將資金注入實驗室，系統還可執行類似于銀行的轉帳操作，使得帳戶管理變得靈活、便捷。

3 存在問題及對策

計算機的應用雖然具有很強的優越性，但在運行過程中仍存在一些問題。

(1)經常出現網絡異常登錄不了系統或進不了某個頁面、某些操作不能執行和提示錯誤等情況。因此，僅依靠計算機專業人員的協助是不夠的，應提高實驗室管理人員應用計算機技術的水平。

(2)系統不能完全按照需求進行改進。如庫存中藥品的量以“瓶”為單位，但在申領和領用記錄里卻以“g”或“ml”為單位，易弄錯，又如想嘗試將實驗教學也引入系統，卻不容易做到。因此，應加大資金投入，促進系統升級和軟件開發更新。

(3)有時系統的操作也并不便捷。俗話說“三分技術，七分管理”，需要將科學的管理思想應用到系統中，應激勵教學和管理人員參與研究實驗室管理的新方法。

4 結語

計算機技術的應用，大大提高了生物實驗室管理的效率，是生物實驗室管理走向現代化管理的重要標志，它的實行是非常有必要的。目前龍巖學院生命科學學院只是將它應用在生物試劑、耗材和設備的管理上，還有相當大的應用空間和廣闊的應用前景，如可將其應用在實驗人員管理、常規實驗教學管理、網絡教學、虛擬實驗室和科研資料查詢與信息檢索等方面[5-6]，這些都需要全體教師、學生和實驗員不懈努力才能完成。

[參考文獻]

[1]徐樂,張元才.實驗室信息管理系統現狀綜述[J].科技情報開發與經濟，2008，18(31):186-187.

[2]王亦軍.計算機在化學實驗室自動化管理方面的應用[J].化學通報，2001，(8):520-523.

[3]黃海櫻,陳波,周蕓.利用Access數據庫開發臨床實驗室試劑出入庫管理系統[J].國際檢驗醫學雜志，2008，29(10):946-947.

[4]Powers L,Snell M(劉彥博等譯).Visual Studio技術大全[M].北京：人民郵電出版社,2009.

[5]李敬忱,袁一平,劉偉娜.計算機在藥學實驗室管理中的應用[J].中國教育技術裝備，2012，(6):104.

[6]王健青,謝海燕,溫清萍.獸醫實驗室管理信息系統及其應用[J].中國動物檢疫，2010，27(1):22-24.