實驗室信息管理系統(tǒng) （LIMS） 是上世紀 70 年代隨著計算機的發(fā)明而產(chǎn)生的，隨著IT技術(shù)和硬件的發(fā)展，目前已經(jīng)成為各實驗室中，十分常見的一種管理手段。在國內(nèi)石油化工行業(yè)中， LIMS 的引入比較早，應(yīng)用情況也比較好。石化行業(yè)實驗室的 LIMS 也有它*的一些需求，主要包含：時效性要求高、瞬時數(shù)據(jù)量大、樣品固定、并發(fā)用戶多、穩(wěn)定性好、統(tǒng)計功能強大等。

雙向通訊

色譜儀在石化行業(yè)應(yīng)用非常廣泛，尤其是在化工裝置的生產(chǎn)中，從原料、中間產(chǎn)物到產(chǎn)品、再到副產(chǎn)品的檢驗都離不開氣相/液相色譜儀。由于色譜分析的數(shù)據(jù)量比較大，以筆者所在實驗室為例，大部分色譜分析方法都有十幾個組分的數(shù)據(jù)要報告，有的色譜分析方法甚至要報告二十多乃至三十個數(shù)據(jù)。從而導(dǎo)致，這些數(shù)據(jù)如果依靠手工錄入到LIMS中顯然是不現(xiàn)實的，實驗員的工作量太大、也很容易出錯。

介于上述原因，目前實驗室中主要采用，將色譜分析數(shù)據(jù)傳輸?shù)絃IMS的方式，該方法可以很大程度上減輕實驗員的工作量。并且隨著信息化技術(shù)的發(fā)展，2019年我們對LIMS和色譜工作站進行了升級，使其能夠?qū)崿F(xiàn)LIMS和色譜工作站的雙向通訊，現(xiàn)在您不僅可以將分析結(jié)果從色譜工作站傳輸?shù)絃IMS，還可以實現(xiàn)將分析任務(wù)、樣品信息從LIMS傳輸?shù)缴V工作站，基本實現(xiàn)色譜分析的自動化運行。

1.OpenLabCDS2和LIMS數(shù)據(jù)交互  

在軟件升級之前，色譜工作站軟件是安捷倫公司的EZChrom網(wǎng)絡(luò)版3.2（以下簡稱EZChrom），LIMS軟件的版本較低，只能利用文本導(dǎo)出的方式錄入色譜分析數(shù)據(jù)。

為了進一步的提高工作效率、提升實驗室的自動化水平、減輕實驗員的工作量、以及人為因素的影響，我們對色譜工作軟件和LIMS都進行了升級。色譜工作軟件升級為OpenLabCDS2網(wǎng)絡(luò)版，LIMS升級為新版本系統(tǒng)。SampleScheduler是OpenLabCDS2的一個重要模塊，依靠該模塊，可以實驗色譜工作站和LIMS之間的數(shù)據(jù)交互。

2.升級后工作流程的變化  

升級后，色譜分析的操作步驟明顯減少，基本消除了人工干預(yù)，見圖1。

圖1 使用 Sample Scheduler 前后分析流程對比

2.1樣品信息錄入

升級后樣品調(diào)度程序可以通過接口讀取LIMS中待分析樣品的相關(guān)信息，包括分析任務(wù)、需使用的儀器、需使用的進樣盤位號、分析方法等，當同一臺儀器上有多個分析任務(wù)時還可以建立序列。實驗員只需要按照樣品標簽指示，把樣品放在對應(yīng)的樣品盤上，再啟動儀器即可。避免了人工錄入時錯誤地錄入樣品信息或數(shù)據(jù)傳輸代碼，從而提高了工作效率。

2.2分析數(shù)據(jù)傳輸

分析完成后，若數(shù)據(jù)經(jīng)人工確認無誤，SampleScheduler就會將分析數(shù)據(jù)通過接口寫入LIMS。過程中不必再導(dǎo)出TXT/CSV文件，也不必再通過第三方軟件解析文本文件，大大減少了操作步驟，提高了數(shù)據(jù)傳輸效率。

在一些特定的分析中，比如當色譜分析組分比較少，或者保留時間比較穩(wěn)定的時候，我們可以不在色譜軟件上確認數(shù)據(jù)。即軟件完成分析后，自動將數(shù)據(jù)寫入LIMS，實驗員只需要在LIMS確認數(shù)據(jù)，由此，可以更進一步提高工作效率。

3.SampleScheduler  

—智能樣品調(diào)度程序流程  

3.1樣品信息錄入

登入LIMS，通過中間表單，然后下載到服務(wù)器，解析完后，這些信息會發(fā)送到sampleSchedulerr中，并形成一個序列表。

圖2 接收 LIMS 請求并添加新樣品到樣品列表中

圖3 用戶發(fā)樣品信息到儀器

3.2將樣品進樣序列發(fā)送到儀器

請注意：接下來，實驗員不用像以前那樣重新在操作系統(tǒng)中建立序列表了，甚至用戶不需要太多的信息更改和錄入，就可以直接進行樣品分析了。

圖4 LIMS 和色譜儀的數(shù)據(jù)交互

3.3 樣品被分析和處理

樣品進樣狀態(tài)

3.4 產(chǎn)生報告 ，并可查找先前數(shù)據(jù)

4.結(jié)語  

OpenLabCDS2和LIMS聯(lián)用可以顯著的提高工作效率，減少甚至消除由于人員操作導(dǎo)致的錯誤。通過此次提升，單個樣品的分析時間由35分鐘減少到30分鐘，人員的工作量降低了約15%?？紤]到在處理大批量樣品時，軟件聯(lián)用的優(yōu)勢更明顯，整體工作量降低了約30%。如果樣品組分簡單，則不需要在色譜軟件上確認數(shù)據(jù)時，工作量可降低80%以上。

大幅度消除了數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t。通過解析文本文件方式傳輸數(shù)據(jù)時，為了降低服務(wù)器的負荷，一般設(shè)置為3~10分鐘掃描一次。SampleScheduler則是將數(shù)據(jù)寫入LIMS。這樣，分析完成的數(shù)據(jù)是顯示在LIMS中的。

報告查詢更便捷。SampleScheduler不僅將數(shù)據(jù)寫入LIMS，還會將分析報告以PDF的格式保存在LIMS中，因此可以在LIMS中查看分析報告、色譜圖等原始數(shù)據(jù)。通過文本文件解析的方式無法做到這一點。

綜上所述，使用OpenLabCDS2和LIMS通過響應(yīng)的端口實現(xiàn)雙向通訊之后，對實驗室的自動化水平有顯著的提高，也為我們下一步實現(xiàn)實驗室智能化、無人化提供了新的解決思路。