LIMS在上海农作物种子质量检验中的应用探讨

顾芹芹 姚丹青 楼坚锋 （上海市种子管理总站 201103）

LIMS在上海农作物种子质量检验中的应用探讨

顾芹芹 姚丹青 楼坚锋 （上海市种子管理总站 201103）

为促进实验室信息管理系统（LIMS）在上海农作物种子质量检验中的应用，简述了LIMS的概念和发展现状，分析了传统的农作物种子质量检验实验室面临的问题和挑战，并着重介绍了LIMS在农作物种子质量检验中的特点、功能及其应用，同时从系统架构方面，对LIMS应包含的功能模块进行了初步探讨，以期通过LIMS系统的开发与应用，实现检验流程由过去手工、低效率的管理向自动化、标准化的新型管理的转变，强化对实验数据的管理和控制。

实验室信息管理系统；种子质量检验；开发与应用

1 LIMS的概念与发展现状

1.1 实验室信息管理系统（LIMS）的基本概念

实验室信息管理系统（Laboratory Information Management System，LIMS）是指通过现代管理思想与计算机网络技术、数据存储技术和数据快速处理技术等相结合，对实验室的各种信息进行管理的计算机软、硬件系统[1-3]。它集业务管理、资源管理、样品管理、数据管理和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，实现以实验室为核心的整体环境的全方位管理。通过LIMS的应用，可帮助实验室达到自动化运行、信息化管理和无纸化办公的目的，保证实验室分析数据的严格管理和控制，不仅能提高实验室工作效率，还能降低运行成本[4、5]。1.2 LIMS的发展现状

LIMS自20世纪60年代末出现，至今已经历了近50年的发展历程，目前经历了各个用户自行开发LIMS初级产品，到尽可能考虑各个不同实验室基本要求的完全商品化的软件，再到完全面向实验室工作人员的软件产品三个阶段[6]。

随着信息技术的快速发展，LIMS在技术上日趋成熟，目前，LIMS已广泛应用于发达国家的各类实验室，石油、化工、制药、冶金等是我国最早实施LIMS的行业，也是目前应用最为成熟的行业[7]。此外，该系统在我国医疗卫生、进出口检验检疫、环境监测等很多行业正被广泛使用[8、9]，并逐渐在很多农业领域开始应用，包括农产品质量安全、农作物种子质量检验等。

2 LIMS在国内外农作物种子质量检验方面的应用现状

据称，国外发达国家有80%以上的种子检验实验室已使用LIMS[10]，如国际种子检验协会（ISTA）等有关国际组织就种子检验中某些环节的数据处理研究出了一些软件或工作模板，如发芽试验数据修约、净度分析试验、转基因检测结果处理等[11]；美国Elmwood Solutions Inc开发的Pure Harvest软件，包含了种子净度、发芽率和重量等的自动运算以及种子检测自动计价和收费管理等功能，在美国多家官方或其他种子检验室得到应用。

随着我国对各行业信息化进程的大力扶持，国内越来越多的农作物种子质量检验实验室在尝试应用LIMS，进行实验室业务管理，也出现了一批专业化的LIMS开发企业，他们根据我国种子质量检验机构的实际需求来开发LIMS软件[12]。例如，我国河南省的部分种子检验实验室在2000年左右就定制开发了能自动编制检验报告、管理电子档案等功能的软件， 但由于数据处理等诸多功能与实际需求有较大差距，因此该软件还未得到普遍推广应用；为适应新形势、新技术的要求，河南省种子管理站又联合LIMS供应商广州市健坤网络科技发展有限公司研发了“种子检验信息管理系统”，规范了种子检验的流程，基本实现了检验业务全过程数据的计算机自动处理[13]。又如由天津一千河软件技术开发有限公司设计开发的“种子检验实验室管理与质量监督抽查系统”，实现了扦样单和检测结果的一次性录入，能自动生成各类任务表单和检验报告，并形成各类统计信息，在实际运行中体现了良好的稳定性和灵活性。目前，我国农作物种子质量检验中LIMS的开发和应用已取得了一定的经验和成果，极大地提高了种子检验实验室的管理能力和工作效率。

3 上海地区农作物种子质量检验实验室存在的问题

目前，上海市各种子质量检验实验室仍主要采用传统的人工、纸质方式管理和处理种子检验信息，从接收样品、分析样品、记录结果到出具检验报告这一系列围绕“样品”而进行的工作始终采用传统的手工模式，人为因素较多，管理难度较大，不仅降低了检验标准化和规范化水平，还不可避免地带来了一系列弊端。

3.1 任务量大，工作强度高

种子质量检验实验室的主要任务是监督抽查检验，监督抽查任务下达后，要求完成检测和撰写检测报告的时间非常紧，而且制作文书（生产商确认函、样品流程单、结果通知单、检验报告等）的工作量又非常庞大，同一条“扦样信息”在制作不同文书时要多次重复录入，不但进一步加大了工作量，而且容易出错。

3.2 以人工操作为主，较易出错

种子检验是一项政策性和技术性都很强的工作，种子质量检验实验室的业务操作和管理工作具有繁琐、细致、严肃、严谨等特点，不仅要花费大量的人力和时间，并且由于主要靠手工操作、人工计算，所以非常容易出现计算错误、统计错误甚至抄写错误，极大地降低了种子检验机构的工作效率。3.3 对检验全过程的质量控制较难实现

目前，检验结果的计算、检验数据的录入及最终检验报告的出具，虽然都有专人校核和进行严格的质量控制，但仍是通过人工进行复核和手动操作，且数据在传送过程中存在滞后现象，无法确保检验过程的质量控制及时准确完成。

3.4 数据保存不统一，难以快速查询

种子质量检验任务结束后，各种子质量检验实验室的检验数据往往不能进行集中统一的管理，极易造成实验数据的丢失、篡改，难以保证数据长期安全保存，且检验历史数据往往无法有效查询，更谈不上随时随地的网络授权查询。

3.5 传统的管理模式，难以适应信息化发展

传统的操作和管理模式越来越难以满足实验室自动化、标准化、现代化的需要，难以适应现在信息化、网络化的发展进程。

4 农作物种子质量检验LIMS的特点和优点

4.1 实用性

农作物种子质量检验LIMS的模块设置与功能设置的最大特点是以实用性为导向，以检验业务全流程为主要线索，按照目前国家通过实验室管理标准的要求设计，围绕各项检验业务对实验室各种资源进行合理的配置和管理[3]，另外，由于LIMS是在Windows系统环境下基于B/S（服务器/浏览器架构）开发的，采用统一的编码规格和风格，组态方式不需要用户拥有计算机或IT背景，普通实验室检测人员即可对系统进行操作。

4.2 易用性

农作物种子质量检验LIMS与实验室种子质量检验业务紧密结合，采用中文友好界面，且功能模块区分清楚，凡有Word和Excel操作基础的用户，均能很容易地掌握LIMS的使用。另外，可设置丰富的即时提醒功能，直接给用户以即时指导，可以比较容易地完成从样品登记、检验分配、结果输入、审核审批直到出具检验报告的一系列工作。

4.3 灵活性

农作物种子质量检验LIMS各功能的设置以尽量减少使用者的工作量为初衷，结合种子质量检验的实际工作流程，实现了扦样单（或委托检验单）和检测结果的一次性录入，能自动生成样品交接单、生产商确认函、样品登记表、检验任务通知单、样品流程单、样品贮藏登记表、样品处理登记表、检验结果通知单和检验报告等各类相关表单的Word文档，有利于样品的跟踪和快速查询，且拥有强大的统计报表功能。

4.4 安全性

农作物种子质量检验LIMS通过角色权限管理对用户进行统一的权限设置，并充分利用现有的电子签名、U盘密钥、数字认证等技术，建立合理的、相对独立的系统资源访问授权和系统安全认证体系。同时，LIMS提供日志管理，可对系统应用安全性进行监控，记录每位用户的登录状态和操作信息，任何对数据的修改都将记录在案，确保数据的公正性和可追溯性。此外，服务器可采用分布式数据存放，对服务器的数据进行实时备份，并充分利用数据库系统提供的维护机制和工具，便于数据备份、恢复和导出，防止数据遭受灾难性破坏，从而提高系统的安全性。

4.5 可靠性

农作物种子质量检验LIMS设计严格遵循国际标准《检测和校准实验室能力的通用要求》[8，14]，可使实验人员及时了解与样品相关的全面信息，保证了实验室业务流程和分析数据的严格管理和控制，最大限度地提高了分析结果的可靠性。4.6 可扩展性

农作物种子质量检验LIMS的内容管理与发布系统采用灵活的栏目模板管理机制，具有良好的扩展性和兼容性，满足了系统的未来功能扩展及维护的需要，可在不需要改变硬件及软件系统的前提下，灵活扩展该系统的结构，从而减少整体投资。

5 上海地区农作物种子质量检验LIMS的基本模块设置及功能

通过以上分析，为适应当前信息管理的发展，上海需要建立一个新兴的农作物种子质量检验LIMS，该系统的模块设置和主要功能应包括以下几个方面。

5.1 系统管理模块

主要包括用户管理、角色管理、权限管理、数据备份和恢复功能等。LIMS通过对所有登录账户权限的分配，实现对系统的一体化管理，所有账户均必须通过系统管理员添加并授权才能实现对相关内容的操作。而数据的备份和恢复功能是指在非常情况下，把数据的丢失和损坏降到最低限度。

5.2 样品管理模块

主要完成检验样品的受理、样品和客户信息的快速采集与登记、样品制备和留样样品的管理以及样品流转信息的记录等，系统处理的环节一般包含收样登记、留样管理、样品的跟踪和快速查询等功能，可实现批量电子表格导入，能自动生成条码、自动采集样品信息、自动生成样品标签、自动分配任务及实现快速查询等。

5.3 检验管理模块

确保每项检验参数都有独立的流程控制、有完整的检验过程记录。拥有对样品的传递和检验状态的跟踪管理，对各检验流程的跟踪管理，原始记录的电子化、自动化计算处理，原始记录的校核、审核和电子签名及提供原始记录的修改痕迹记录等功能。

5.4 报告管理模块

系统支持将原始记录直接生成检验报告初稿，并将报告自动分配给业务科室的审核人审核，经统一编号编制后，形成检验报告正式文本，再交由授权签字人进行相应授权操作，审批签发。只有通过签发后的报告才有资格进行盖章。系统支持审核人和授权签字人对报告进行权限内的编辑和修改。

5.5 检验资源管理模块

可提供全面的实验室管理功能，一般包含实验室人员管理、客户供应商管理、仪器设备管理、试剂和耗材管理、检验标准管理和文件档案管理等子模块。

6 结 语

利用网络平台实施实验室现代化管理是一种全新的模式，通过农作物种子质量检验管理信息系统的设计开发，可以真实地模拟日常种子检验业务的全过程，将种子质量检验机构的管理人员、检验任务、检验人员和检验设备处于一种良性互动中，不仅能简化检验工作流程、提高检验效率，还能提升检验结果的准确性，真正实现种子质量检验机构全过程的自动化运行、信息化管理和信息资源共享。今后还需通过业务实践不断完善种子质量检验全流程管理，建立并完善各项规章制度和规范，加大对技术人员和管理人员的培训，强化实验室人员的分工协作，切实提高种子质量检验业务工作效率。

[1] 吕斌,艾晓林,雷开荣,等.农业科研实验室信息管理系统开发研究[J].农业网络信号,2009,(12):8-10.

[2] 杨彩霖.实验室信息管理系统的系统分析[J].信息与电脑(理论版),2012,(7):145-146.

[3] 王伟.LIMS实施技术报告[J].现代测量与实验室管理,2011, (2):55-58.

[4] 杨海鹰,潘华.实验室信息管理系统[M].北京：化学工业出版社,2007.

[5] 戴友元,张明,马康.高校实验室管理信息系统的设计与实现[J].十堰职业技术学院学报,2006,(6):96-98.

[6] 蒋曼芳,庞亚宾,张新平.实验室信息管理系统现状与发展趋势[J].数字石油和化工,2009,(6):2-4.

[7] 傅学胜.国际上LIMS的最新进展与发展趋势[J].现代科学仪器,2002,(2):17-20.

[8] 陈佩君.实验室信息管理系统(LIMS)在水产品质量安全监测中的应用初探[J].福建水产,2012,34(3):249-254.

[9] 程琳琳,王旭,程延俊,等.实验室信息管理系统(LIMS)在实验室科学管理中的应用[J].热带农业工程,2014,38(1):16-20. [10] 李峰.检验与校准实验室管理系统[D].西安工业大学,2009. [11] 胡晋.国际种子检验协会(ISTA)2000年以来主要出版物介绍[J].种子世界,2005,（2）：64-65.

[12] 白志青,张银.实验室信息管理系统(LIMS)的综述[J].科技情报开发与经济,2007,17(12):240-242.

[13] 詹根印.种子质量安全检验管理信息系统应用[J].种业导刊, 2009,(1):12.

[14] 高杰,闫轶亚,陈凯,等.实验室信息管理系统在食品安全监测中的应用[J].贵州科学,2012,30(6):79-81.

2015-08-28

上海市农口青年人才成长计划[沪农青字（2014）第4-10号]。