基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的Em pow er 2色譜軟件在檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室的應(yīng)用及特點(diǎn)

馬鵬飛，高翔，張國(guó)躍，童國(guó)寶，劉海靜

（陜西省食品藥品檢驗(yàn)所，陜西西安710065）

基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的Em pow er 2色譜軟件在檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室的應(yīng)用及特點(diǎn)

馬鵬飛，高翔，張國(guó)躍，童國(guó)寶，劉海靜

（陜西省食品藥品檢驗(yàn)所，陜西西安710065）

目的探討Empower色譜軟件在檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室的應(yīng)用及特點(diǎn)，為實(shí)驗(yàn)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(shè)計(jì)特點(diǎn)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(jié)果與結(jié)論Empower2色譜軟件功能強(qiáng)大，軟件設(shè)計(jì)復(fù)雜，學(xué)習(xí)、使用費(fèi)時(shí)費(fèi)力，應(yīng)根據(jù)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)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(shù)的發(fā)展，色譜數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)化使用管理越來越受到重視。2005年，我單位招標(biāo)采購液相色譜儀，并隨機(jī)購置了美國(guó)Waters公司Empower 2網(wǎng)絡(luò)版軟件1套。2013年，該網(wǎng)絡(luò)軟件與中國(guó)食品藥品檢定研究院開發(fā)的《藥品檢驗(yàn)管理系統(tǒng)》并機(jī)運(yùn)行。目前，該網(wǎng)絡(luò)色譜系統(tǒng)控制并運(yùn)行4家生產(chǎn)公司的液相色譜儀42臺(tái)，且運(yùn)行穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)了儀器間的無縫連接，處理數(shù)據(jù)、打印報(bào)告等工作可在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)任何一臺(tái)客戶端上進(jìn)行，減少了繁重的數(shù)據(jù)抄寫和手工計(jì)算工作，避免了鍵盤重復(fù)輸入，提高了報(bào)告正確率，基本可實(shí)現(xiàn)無紙化辦公，并可使實(shí)驗(yàn)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(diǎn)都提高了效率。為推進(jìn)分析數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，現(xiàn)對(duì)該軟件的應(yīng)用及特點(diǎn)予以介紹。

1　應(yīng)用

1.1硬件構(gòu)成

Empower 2是32位數(shù)據(jù)采集和管理應(yīng)用程序［1］，能滿足各種色譜需求。系統(tǒng)主要由運(yùn)行Empower（內(nèi)嵌關(guān)系型數(shù)據(jù)庫）軟件的計(jì)算機(jī)、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(shè)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(dú)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(tái)色譜設(shè)備的實(shí)驗(yàn)室（可配置的色譜設(shè)備無數(shù)量限制，但軟件只能同時(shí)控制4個(gè)在線色譜設(shè)備），設(shè)備直接與工作站連接即可控制系統(tǒng)運(yùn)行。

Workgroup工作模式：適合有多臺(tái)計(jì)算機(jī)和幾套色譜系統(tǒng)的小型實(shí)驗(yàn)室，無服務(wù)器，系統(tǒng)穩(wěn)定，數(shù)據(jù)安全，費(fèi)用較低。配置主要包括Waters LAC/E采集服務(wù)器（Empower計(jì)算機(jī)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(gè)busLAC/ETM卡及Empower軟件、Oracle關(guān)系數(shù)據(jù)庫）、計(jì)算機(jī)及色譜設(shè)備。在該配置中，采集服務(wù)器完成存儲(chǔ)和維護(hù)所有收集的數(shù)據(jù)，與之連接的其他客戶端均可隨時(shí)訪問、處理、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫中的所有信息，并顯示任意一臺(tái)色譜設(shè)備的運(yùn)行情況。可在軟件中配置任意多個(gè)色譜系統(tǒng)，但每臺(tái)采集服務(wù)器最多只能有4個(gè)色譜系統(tǒng)同時(shí)在線。

客戶機(jī)/服務(wù)器模式：為大企業(yè)或政府檢測(cè)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的跨國(guó)共享，真正的無數(shù)量限制的色譜設(shè)備及多用戶客戶機(jī)控制運(yùn)行。在Ethernet（以太）網(wǎng)服務(wù)器環(huán)境中運(yùn)行，服務(wù)器中有密碼及權(quán)限保護(hù)的Oracle中心數(shù)據(jù)庫，允許客戶機(jī)訪問和使用服務(wù)器數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)、方法和結(jié)果，允許客戶機(jī)通過Waters LAC/E采集服務(wù)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(jìn)樣或樣品組采集的數(shù)據(jù)緩沖到采集服務(wù)器，通過標(biāo)準(zhǔn)Ethernet連接，傳輸?shù)椒?wù)器的數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行原始數(shù)據(jù)備份，用戶使用密碼權(quán)限通過Empower軟件的應(yīng)用程序訪問原始數(shù)據(jù)并進(jìn)行積分處理。具體連接及工作模式見圖1。

1.2軟件特點(diǎn)

圖1　客戶機(jī)/服務(wù)器工作模式圖

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

Empower 2軟件功能強(qiáng)大，但使用界面復(fù)雜，必須經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的學(xué)習(xí)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(gè)界面的主要功能不一，可供用戶根據(jù)各自的級(jí)別、習(xí)慣選擇使用，由系統(tǒng)管理員根據(jù)用戶級(jí)別進(jìn)行分配。

Quick Start界面：該界面較直觀、簡(jiǎn)化，是初學(xué)者常用的界面，可執(zhí)行采集數(shù)據(jù)、分析結(jié)果和創(chuàng)建報(bào)告等任務(wù)，可用來訪問軟件的主要功能。軟件由“演示幫助”方式指導(dǎo)驅(qū)動(dòng)，可在執(zhí)行通用任務(wù)和步驟的同時(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)。

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(wù)的軟件功能。專門用于高通量實(shí)驗(yàn)室，用戶可臨時(shí)使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)并用預(yù)先確定的方法運(yùn)行樣品，也可選擇單獨(dú)運(yùn)行樣品或使用已建立的模板。

Pro界面：該界面是最強(qiáng)大也是最常用的界面，可訪問軟件的全部功能。由化學(xué)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(hào)、在多項(xiàng)目模式下查看項(xiàng)目、創(chuàng)建自定義字段視圖、訪問“報(bào)告查看器”查看已儲(chǔ)存的報(bào)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(jì)算機(jī)上訪問Empower信息和結(jié)果。使用此界面只能對(duì)Empower2軟件進(jìn)行有限訪問，用戶無法運(yùn)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(zhì)譜、離子色譜等設(shè)備，能控制、運(yùn)行除本公司外的15家公司200多種儀器設(shè)備。

1.3模塊功能

Empower 2軟件最常用的Pro界面共有6個(gè)功能模塊，即運(yùn)行樣品、處理數(shù)據(jù)、瀏覽項(xiàng)目、查看數(shù)據(jù)、配置系統(tǒng)、打印數(shù)據(jù)，用戶可在此進(jìn)行色譜控制、采集數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)并打印報(bào)告。“配置系統(tǒng)”可執(zhí)行大量系統(tǒng)管理任務(wù)，如創(chuàng)建項(xiàng)目、自定義字段、配置采集服務(wù)器、色譜系統(tǒng)及管理用戶、備份還原項(xiàng)目等；“瀏覽項(xiàng)目”可訪問每個(gè)項(xiàng)目，并可進(jìn)行項(xiàng)目處理、查看、報(bào)告和管理；“運(yùn)行樣品”主要依靠方法組控制色譜設(shè)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(shè)備，產(chǎn)生樣品運(yùn)行模式、平衡時(shí)間、校正和定量等，使用樣品方法命令運(yùn)行樣品數(shù)量和順序，并與檢測(cè)信號(hào)一一對(duì)應(yīng)。

Empower 2軟件管理設(shè)備及處理數(shù)據(jù)以項(xiàng)目為單元進(jìn)行，項(xiàng)目下又以方法或方法組來采集或處理數(shù)據(jù)、打印報(bào)告，不同的項(xiàng)目或方法、方法組可互相調(diào)用。由于色譜設(shè)備及色譜數(shù)據(jù)極其復(fù)雜，為方便用戶使用，某一功能在所有模塊內(nèi)均能運(yùn)行，如數(shù)據(jù)處理在6個(gè)模塊中均可進(jìn)行。

2　優(yōu)勢(shì)

2.1軟件設(shè)計(jì)符合各國(guó)法律法規(guī)要求［3］

軟件設(shè)計(jì)符合《歐洲藥典》《日本藥典》《美國(guó)藥典》《中國(guó)藥典》等藥典的要求，如通過設(shè)置，可計(jì)算超過50種系統(tǒng)適應(yīng)性結(jié)果。根據(jù)NIST及各國(guó)藥典要求，Empower軟件內(nèi)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(jìn)樣計(jì)算噪音信噪比計(jì)算的功能，只需在進(jìn)樣時(shí)或數(shù)據(jù)處理前標(biāo)記空白進(jìn)樣通道，就能按照《歐洲藥典》《美國(guó)藥典》《日本藥典》的要求得到信噪比數(shù)值。軟件設(shè)計(jì)還符合美國(guó)電子簽名及審計(jì)追蹤等法規(guī)的要求。

2.2樣品批處理和綜合分析報(bào)告

進(jìn)行大樣品分析時(shí)，如果每個(gè)樣品分別打印報(bào)告會(huì)浪費(fèi)時(shí)間和紙張樣品量越大這個(gè)問題越突出。使用軟件選擇批量處理和綜合分析報(bào)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(duì)同一樣品多次進(jìn)樣綜合報(bào)告，直接給出平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差（s）、相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）等結(jié)果；可進(jìn)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(biāo)示百分含量、峰頂峰谷比值計(jì)算結(jié)果、多個(gè)色譜峰峰面積加和結(jié)果及顯示樣品是否合格。

2.3數(shù)據(jù)導(dǎo)出及導(dǎo)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(píng)價(jià)［4］，可批量導(dǎo)出數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)換為第三方軟件能識(shí)別的ASCII、AIA、PDF等格式，還可利用Toolkit編程功能與第三方應(yīng)用軟件互相通訊。軟件集成了類似Excel表格的計(jì)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(bào)告功能

軟件中內(nèi)置了大量的報(bào)告模板與報(bào)告組，可直接調(diào)用或在已有模板的基礎(chǔ)上進(jìn)行編輯。可選中多樣品的報(bào)告模板，在1頁紙上得到所需要的信息，也可利用軟件內(nèi)置的排序與分組功能，將1組數(shù)據(jù)按不同性質(zhì)進(jìn)行區(qū)分，分別打印。對(duì)同一樣品多次進(jìn)樣綜合分析報(bào)告，軟件提供內(nèi)置的綜合報(bào)告，單個(gè)峰數(shù)值報(bào)告及全局性RSD圖等多樣結(jié)果，并可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。

3　不足與建議

Empower 2功能強(qiáng)大，設(shè)計(jì)煩瑣，邏輯結(jié)構(gòu)不清晰，學(xué)習(xí)理解不易，對(duì)實(shí)驗(yàn)人員的學(xué)習(xí)能力要求較高。硬件方面，網(wǎng)絡(luò)附屬設(shè)施多，不利于實(shí)驗(yàn)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(shè)備正常運(yùn)行。

從實(shí)驗(yàn)室實(shí)際使用情況看，色譜設(shè)備正常使用狀況下可達(dá)到無縫連接，但如出現(xiàn)故障，軟件無法正確處理，該停泵時(shí)沒停泵，造成流動(dòng)相被泵完，磨損柱塞桿；不該停泵時(shí)因氣泡故障卻停泵。故Empower 2應(yīng)繼續(xù)增強(qiáng)設(shè)計(jì)，不斷強(qiáng)化功能、尤其是故障糾錯(cuò)能力，實(shí)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(chǎn)與技術(shù)，2007，14（3）：43-44.

［2］羅榮模，王泳濤.色譜工作站中譜峰識(shí)別的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［J］.中國(guó)計(jì)量學(xué)院學(xué)報(bào)，2003，14（1）：26-30.

［3］王建，侯艷寧，于洋，等.液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)在體內(nèi)藥物代謝分析研究領(lǐng)域的應(yīng)用［J］.中國(guó)藥業(yè)，2007，16（2）：61-63.

［4］王佳麗.高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)在藥物分析中的應(yīng)用［J］.中國(guó)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?yàn)樵O(shè)備管理及應(yīng)用，（電話）029-62288440（電子信箱）xampf@163.com。

2014-10-27；

2015-02-17）