生物類實驗室信息化管理改革探討

喬幗 商宸 孫啟睿 齊志濤 李強 張家林 張明明

摘 要：該文針對當前生物實驗室以及生物類人才培養的問題與需求，從實驗室樣本、試劑和耗材的信息化管理、實驗設備的信息化管理、實驗室的信息化教學、實驗項目的信息化管理、實驗室廢棄物管理及處理的信息化管理等5個方面探討了生物類實驗室信息化改革方案，對于提升實驗室科研效率、教學效果、管理水平以及培養大學生的動手能力與創新能力具有一定的指導意義。

關鍵詞：生物類實驗室;信息化管理;網絡建設

中圖分類號 G642.0文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2019）23-0140-02

高校實驗室是學校科研和教學的中流砥柱，一個水平高、實力強的實驗室可以全方位的提高相關專業的辦學水平、學生的實踐和創新能力。近年來，隨著社會的飛速發展，高素質創新實踐型人才的缺口越來越大，這加劇了高校培養壓力，促使高校進行教學改革，尤其是對實踐教學的改革，這將導致以往傳統的實驗室管理模式難以適應新的教學改革需要。目前，很多實驗室依舊采用紙質登記制度對實驗設備、耗材、試劑和科研人員進行管理，實驗室信息難以被即時反饋溝通，整個實驗室管理工作極為繁瑣，加之實驗室進行的項目眾多，使得資料和管理工作非常混亂。另外，紙質文檔還可能因為管理缺失，出現涂改、丟失、毀壞等問題。各實驗室的信息管理通常是封閉、獨立進行，登記的信息難以共享，時效性差。這種管理模式難以滿足實驗室長久穩定高效運行的要求，也對校園的數字化推進帶來了一定的困難[1]。

對此，如何使實驗室高效運轉，并且運用數字化、現代化的計算機網絡信息技術構建高效綜合的實驗室信息化管理平臺，來提升實驗室的科研水準以及實驗課的教學效果，是一個亟待討論和解決的問題。筆者認為，實驗室信息化改革的核心是實驗室樣本、試劑和耗材的信息化管理、實驗設備的信息化管理、實驗室的信息化教學、實驗項目的信息化管理以及實驗室廢棄物的信息化管理。本文主要從以上5個方面對實驗室的信息化改革進行了具體闡述。

1 實驗樣本、試劑和耗材的信息化管理

以往實驗室的樣本管理主要是全人工管理，隨著實驗項目的不斷增加以及送檢樣品的積累，對特定實驗樣本檢索的難度大大增加。由于數量增多，排列混亂，往往很難快速找到所需樣品，同時也很難準確知曉某種樣品的存量信息。由于對樣品數量掌握的不準確，有時會造成實驗的重復、試劑、耗材和人力資源的浪費，人工管理難免會出現數據不準確以及人員交接時丟失數據的情況。目前，樣品類型多元化、專業化，操作復雜化;樣品存儲的多元化、多角色化，完全靠人工進行處理已經變得非常困難[2]。如果不能很好地對進入保藏庫的樣本進行周密的管理和存儲，將會使得耗費大量的財力物力獲得的實驗樣品難以使其發揮最大的作用，同時對管理成本也是一個極大的挑戰，還會占用研究人員大量的時間。

因此，在應用傳統方式對實驗室樣本庫進行人工管理的基礎上，應用計算機數據庫技術，將先前所記錄的數據、得到的標本進行整合，建立一個能對樣本信息的瀏覽、査詢、上傳等功能為一體的數據庫，具有非常重要的現實意義。通過此數據庫，可以提高實驗室的管理效率，減少人工統計的工作量;可以將樣品相關資料信息化，如樣本的保存位置、名稱、編號、來源、保存人、管數、初始保存時間（原始獲得時間）、最后一次保存時間、特異性引物等。借助數據庫，可以迅速查找到所需樣品的具體信息，找到樣本的存放地點。試劑和耗材的管理同樣需要將試劑和耗材的名稱、規格、生產或配置日期、有效日期、存放位置等信息錄入數據庫。對于試劑和耗材的取用人和取用時間也要錄入，并根據取用數量對庫存進行即時調整。對試劑和耗材的使用情況及流通渠道進行監控，不但可以使試劑和耗材的安全使用得到保證，也能讓試劑和耗材的采購變得高效快捷[3]。鹽城工學院水產動物免疫與疾病防控實驗室已開發“水產動物病原庫”管理軟件，極大地體現了其便利性和科學性，提高了管理效率、使用效率和工作效率。

2 實驗儀器設備信息化管理

儀器設備信息化主要涉及以下4個方面的內容：儀器設備的基本信息（如儀器型號、生產廠家、購買日期）、儀器設備的資產信息、儀器設備的日常使用情況、儀器設備的日常維護狀況。儀器在購買回來之初，將其基本信息登記學校入庫，加強設備的基礎信息管理。實驗室的重要設備要做好編碼（二維碼、條形碼等），統一進行管理。實驗設備的使用，應引入登記預約制，對設備的使用者在網上進行登記，同時將設備的使用步驟、注意事項等信息在網站上公布，設備應定點、定時使用，確保設備的安全運行。一旦發現設備出現問題，應及時將問題上報儀器設備管理者，做好設備的保養維護工作。

同時，針對因為實驗室之間互借設備而導致的設備損壞丟失問題，不僅可以將設備信息在數據庫中進行同步，也可應用物聯網技術，給儀器設備安裝傳感器，對設備位置進行定位實時跟蹤，可以在數據終端對設備進行監控，杜絕設備遺失、降低設備損壞等問題[4]。管理人員可利用電腦或手機查看設備的具體信息，對實驗室的貴重物品實行智能化管理，學生也可通過網絡對設備情況進行查看并預約使用。

3 實驗室教學信息化

實驗室教學的信息化主要有以下2個部分組成：

（1）移動端和PC端實驗室的門戶網站。門戶網站應對實驗室的基本情況、人員組成、設備信息、近期新聞進行介紹。除了對實驗室的基本情況進行介紹外，還可以根據實驗室的具體工作內容，拓展新的模塊。（2）實驗室教學資源信息化。實驗室可在門戶網站上開設儀器預約使用窗口，并使用時間軸動態展示實驗室近期預約情況與預約記錄[5]。除了儀器設備使用的信息化，實驗室課程教學資源（實驗錄像、教學PPT、演示動畫等）也可信息化。學生可以通過網絡觀摩培訓，對實驗過程及設備操作了解可以更加深刻，對實驗設備的使用細節和課程難點進行考察，從而切實提升課堂教學效果和學生的實踐動手能力，培養學生的科研興趣，提升其綜合素質。

4 實驗項目信息化管理

通過實驗項目的信息化管理，學生的實驗不再拘泥于死板的課程安排，借助實驗室的信息化以及設備預約系統，學生可以根據自身的需要，在教師的指導下，在非教學階段對儀器設備進行預約使用，充分利用實驗室的教學資源，可完成除培養計劃以外的探索試驗、實驗技能比賽、大學生創新創業訓練計劃、大學生學科競賽和實驗課題等項目。這樣可以讓學生綜合利用課堂所學知識，驗證自己的想法，提升其綜合能力和創新水平[6]。教師也可根據這些實驗，調整設計新的教學實驗。利用信息化來管理實驗室，可以將一部分主動權交給學生，學生自由安排時間進入實驗室，提升自身的實踐能力和科學素養，符合現代企業對創新型人才的需求，為學生將來的就業和深造打下堅實的基礎。

5 實驗室廢棄物管理及處理信息化管理

生化實驗室每年都會進行大量的實驗，從而產生一定量的廢氣、廢液和固體廢物。生化試劑中不僅會使用易燃易爆品，而且涉及到各類生物材料、實驗器具以及實驗動物等。由于生物實驗室的廢棄物繁雜，存在一定的危險性，如未能妥善進行處置，會危害到師生的人身安全、環境等[7]。

目前，高校實驗室廢棄物一般是由學院與學校的后勤保障部門協同處理，但由于部分高校處置空間不夠、項目資金投入不足、回收人員培訓不足等問題，難以對廢棄物進行合理處置。因此，可以利用先進的信息技術來對實驗廢棄物進行管理，通過對整個實驗流程的動態監控，及時有效地掌握各實驗室研究進度及產生廢棄物情況。

實驗室要在構建的信息化平臺上錄入廢棄物信息，系統會根據錄入的信息打印1張包含二維碼的標簽。標簽內容包括廢棄物編號、組成成分、主要成分、產生單位、聯系人、聯系電話、重量等。實驗室人員、廢棄物中轉站人員、監管人員以及廢棄物處理人員，可以掃描二維碼來了解廢棄物的情況，減小危險發生的可能性，進而實現對危險物的溯源以及與廢棄物處理站的有效對接[8]。

6 結語

總而言之，實驗室的信息化管理將在很大程度上提高實驗室的運行和管理效率，整合儀器和試劑資源，符合新時代高校的發展趨勢;也有助于學生將理論與實驗相結合，培養出更多符合社會需求的高級應用型人才。

參考文獻

[1]李熾偉.綜合實驗室信息化管理平臺建設探討[J].無線互聯科技，2018（4）：121-122.

[2]杜林濤.大洋樣品倉庫信息化管理的研究[D].青島：中國海洋大學，2013.

[3]張海紅，沈軍波.藥學專業實驗室建設和管理信息化的實踐與思考[J].衛生職業教育，2019，1（37）：87-88.

[4]姚舸.物聯網背景下的高校實驗室信息化管理分析[J].網絡安全技術與應用，2018（10）：103-116.

[5]任本旺.面向多元化應用的實驗室管理及信息服務平臺開發[D].濟南：濟南大學，2016.

[6]安榮榮，胡曉，王俊.創新型生物醫學實驗室信息化管理研究[J].教育現代化，2018，16（10）：20-21.

[7]熊順子，秦敏君，徐毅，等.高校生物實驗室廢棄物分類處理研究與實踐[J].實驗技術與管理，2019，36（2）：172-174.

[8]蘭景鳳，馬宏.高校危險廢棄物管理信息化網絡建設的探索[J].大學化學，2019，34（1）：64-71.

（責編：張宏民）