LIMS與CDS系統的(de)整合

傳統的(de)LIMS（實驗室信息管理(l↔☆πǐ)系統）定義是(shì)以樣品為(wèi)核心，将實驗室的(de)業(©←✘₹yè)務流程、環境、人(rén)員(yuán)、儀器(qì)設π±備、标物(wù)标液、化(huà)學試劑、标準方法等實驗室±δφ'數(shù)據和(hé)信息的(de)收集、分(fēn)析、報(bào)告和(αβhé)管理(lǐ)的(de)系統。CDS（∑ ∑<Chromatography data system,色譜α↓φ數(shù)據系統）則是(shì)網絡化(huà)的(de)色譜↔€<儀器(qì)工(gōng)作(zuò)站(zhàn)，代±→♦✔替之前單機(jī)版的(de)色譜工(gōng)作(zuò)站(zhàn)。σ₩從(cóng)軟件(jiàn)分(fēn)ε∞類上(shàng)來(lái)講，LIMS♥ 屬于管理(lǐ)型軟件(jiàn)，CDS更類似于工(gōng)具性™✔軟件(jiàn)。從(cóng)一(yī☆♦÷§)線分(fēn)析人(rén)員(yuán)的(de)感受來(l×ε±σái)說(shuō)，CDS的(de)受歡迎度是(shì)遠(yα©uǎn)超LIMS的(de)。CDS讓分(fēn)析人(rén)員(φ¥yuán)坐(zuò)在辦公室裡(lǐ)操作(zuò)♠ 儀器(qì)，處理(lǐ)數(shù)據，遠(yuǎn)離(lí)儀器∏∑(qì)噪聲和(hé)有(yǒu)機(jī)溶劑的(de)危害，也☆ (yě)讓實驗室看(kàn)起來(lái)更加整潔有(yǒu)序，體(tǐ↓∏α)現(xiàn)了(le)一(yī)個(gè)企業(yè)對(duì)員(yuδ←♦án)工(gōng)關懷。LIMS就(jiù)不(bù)多(duō)說(shΩ♣uō)了(le)，說(shuō)多(duō)了(le)都(dōu)是(shì∞✘≠∞)淚。不(bù)管是(shì)先有(yǒu)LIM÷Ω☆βS還(hái)是(shì)先有(yǒu)ELN，∑<都(dōu)有(yǒu)了(le)那(nà)就φ (jiù)涉及這(zhè)兩個(gè)系統之間(jiān)接口的(de)問(↑™wèn)題。

通(tōng)過CDS與LIMS的(de)整合可(kě)以避免員(y'δ₽ uán)工(gōng)在CDS中重複輸入樣品信息，也(yě)避免φ σ将CDS的(de)結果以手抄的(de)方↔£♦™式輸入，這(zhè)樣不(bù)僅将實驗室↓♥λ'人(rén)員(yuán)從(cóng)一(yīσ↑≈)些(xiē)日(rì)常工(gōng)作(zuò)中解放(fànφ™g)出來(lái)，數(shù)據的(de)自(zì)動γε•傳輸也(yě)避免了(le)人(rén)↑€工(gōng)易犯的(de)謄抄錯(cuò)誤，還(h'γ&ái)能(néng)增加實驗室樣品分(fēn)析通(t÷ πōng)量。

系統整合以完美(měi)者的(de)角度出發應該是(shì)雙向的(de₽♠α)，即CDS能(néng)從(cóng)LIMS中獲取待分(fēn)析的(∏∏de)樣品，也(yě)能(néng)将樣品分π₩↕→(fēn)析結果發送回LIMS。現(xiàn)在很←σ®>(hěn)多(duō)LIMS供應商都(dōu←₽♦)提供成熟的(de)CDS接口，做(zuò)一(yī)些(±♦<xiē)配置就(jiù)可(kě)以用(yòng)上(sh✔‌àng)了(le)。如(rú)果沒有(yǒu)現(xiàn)成的(de)，那π"(nà)就(jiù)需要(yào)完全二次開(kā÷> ↕i)發，前提是(shì)兩個(gè)軟件(jiàn)都(dōu>₹©γ)要(yào)提供SDK包。

系統整合方式上(shàng)，第一(yī)種是(shì☆↓§σ)從(cóng)LIMS中生(shēng)成待分(fēn)析₽→§←的(de)樣品序列Sequence，然後将∏≥序列主動推送到(dào)CDS中，甚至直接在LIMS中 ®≥≤就(jiù)可(kě)以啓動Sequence的(d§™★e)運行(xíng)，數(shù)據分(fēn)析與結果審核完後将數(sh₽•ù)據取回到(dào)LIMS中，即Push-Pul§"l。

第二種是(shì)遵從(cóng)現(xiàn)有(yǒu)習(✘→€✔xí)慣，也(yě)是(shì)最受推薦的(de)方式。≤<★LIMS中不(bù)再完成生(shēng)成Sequence的(d♦±πe)任務，而隻是(shì)将待分(fēn)析的(de•>←ε)樣品列表導入到(dào)CDS中，在在CDS中最終生(shēng)成Seφ•↑>quence。在功能(néng)實現(xiàn)÷✘↑↑上(shàng)即将LIMS的(de)部分(fēn)功能(néng)集成到(dλ≤© ào)CDS中，使之成為(wèi)CDS的(de)∞✘Ω♠一(yī)部分(fēn)，分(fēn)析人(rén)員(yuán)仍舊 ₩(jiù)主要(yào)使用(yòng)CD<±ε S或其中增加的(de)一(yī)部分(fēn)功¥α™♥能(néng)，管理(lǐ)人(rén)員(yuán)主要(yào)使用(y↓'òng)LIMS，而不(bù)用(yòng)在兩個(gè)軟件 δ(jiàn)之間(jiān)來(lái)回切換。→π•♠CDS類似于儀器(qì)的(de)工(gōng)作(zuò)站(→≤Ω↓zhàn)，而LIMS則屬于管理(lǐ)軟件(jiàn)。分(fēn)析人(r÷$δ☆én)員(yuán)在實驗室與CDS接觸時(shí)間(jiān)是(sh↓σ•₹ì)最多(duō)的(de)，往往對(du&≥ì)CDS也(yě)更熟悉，而對(duì)LIM£∏♠≠S而言，其可(kě)能(néng)隻需要(y• ​ào)使用(yòng)到(dào)其很(hěn)小(xiǎo)一(yī)< ∞部分(fēn)功能(néng)，所以如(rú)果将L®±≥IMS-CDS接口程序整合到(dào)CDS中形§‍β÷成CDS中的(de)一(yī)個(gè)菜單項，分(fēn)析™≥人(rén)員(yuán)就(jiù)不(bù)需要(yào)專門‍×(mén)學習(xí)操作(zuò)LIMS，從(c←‌λóng)而能(néng)降低(dī)學習(xí)和(hé)培訓的(de)成本。×♠≠₹用(yòng)戶在CDS中直接查詢和(hé)調用(σ♥ yòng)LIMS中的(de)待分(fēn)析樣品列表并根據要(y∏¶ào)求生(shēng)成運行(xíng)₩₽>‍Sequence，如(rú)果更加智能(n •>‌éng)化(huà)一(yī)點的(de)話(∞♠↓huà)，自(zì)動在待分(fēn)析樣品列表中加入标準品和(hé)QC樣品γ®≤↕。即先Pull，然後在Push.

基于第二種系統集成方式，我們談一(yī)談 $α©集成接口所涉及的(de)問(wèn)題

從(cóng)LIMS到(dào)CDS的(d∞δ€πe)數(shù)據傳輸

CDS需要(yào)哪些(xiē)數(shù)據才能(néng★•×→)産生(shēng)Sequence決定了(lα€e)LIMS需要(yào)傳遞的(de)數(shù)據，通(tōngβ•)常一(yī)款CDS的(de)sequence需要(yào)樣品的®₹™✔(de)編号、分(fēn)析方法名稱、儀器(qì)名、标準品/空(₩πkōng)白(bái)/質控樣品的(de)數(shù)量₩"≠ 、樣品的(de)分(fēn)析順序，進樣次數(shù)、SST（系統₽©∏适用(yòng)性檢查）樣品分(fēn)布→'≈等。如(rú)果最終結果的(de)計(j'♠Ω↑ì)算(suàn)交由CDS完成，則還(h•>ái)需要(yào)相(xiàng)關的(de)輔助數(shù)據，如(r™★$ ú)标準品的(de)稀釋倍數(shù)，樣品的(de)稱重α¥→與配制(zhì)濃度，樣品的(de)稀釋引子(α★λ&zǐ)，這(zhè)些(xiē)數(shù)據将參與÷€↑π最終結果的(de)計(jì)算(suàn)。兩個±≥(gè)系統之間(jiān)接口的(de)實現(xiànγ₩)要(yào)求所有(yǒu)數(shù)據¥₩  都(dōu)從(cóng)LIMS來(lái)是(shì)不(bù)現(xià" ♥n)實的(de)，一(yī)般隻需要(yào)選擇關鍵數(s​λ₹↑hù)據，例如(rú)樣品編号和(hé)參比樣品純度之類的(<✔→♦de)，其他(tā)信息可(kě)以通(tōng≥₽)過CDS的(de)Sequence文(wé✘φ∏ n)件(jiàn)模闆自(zì)動生(shēng)成。

結果計(jì)算(suàn)與分(fēn)析結果的(de)審核

CDS僅僅能(néng)從(cóng)色譜的(de)角度給$↕∞出分(fēn)析數(shù)據，而分(fλ​¥©ēn)析結果的(de)出具可(kě)能(né >★★ng)還(hái)需要(yào)其他(tā)來(≤≥★®lái)源的(de)數(shù)據，例如(rú)樣品φφε•的(de)純度，稱重等。這(zhè)些(xiē)數(s‌•‌hù)據可(kě)能(néng)存在于LIMS中，也€Ω$&(yě)可(kě)能(néng)來(láγ✘♣±i)源于其他(tā)系統或硬件(jiàn)，例如(rú)稱↕♥☆¥重就(jiù)可(kě)能(néng)直接來(lái)源于天±∏平，好(hǎo)的(de)LIMS-CDS接口應該能♦α•'(néng)彙集計(jì)算(suàn)所需數(shù)據（這(♠π☆↓zhè)裡(lǐ)包含LIMS未提供的(de)數(shù)據），并能(nén∏>g)執行(xíng)必要(yào)的(de)計(jì)算(suàn)。這(z≠α¶ hè)些(xiē)計(jì)算(suàn)應該是(sh₹☆ì)模式化(huà)和(hé)流程化(hu×"à)的(de)，避免人(rén)工(gōng)計(jì)算(suàn)✔β可(kě)能(néng)出現(xiàn)的(de)錯(cuò)誤Ω→σ，最後将分(fēn)析結果提交到(dào)LIMS。目前非常多(duō)的(dΩ♠e)CDS系統都(dōu)提供優秀的(de)運λ♦←行(xíng)後處理(lǐ)功能(néng)，可(kě)±σ≤γ以批量執行(xíng)特定的(de)計(jì)算(suà←γn)功能(néng)，例如(rú)重複進樣取平均數(♥₽shù)，單位的(de)換算(suàn)等。

最終分(fēn)析結果到(dào)底是(shì)放(fàng)在CDS進行γλ(xíng)審核還(hái)是(shì)放(fà  $ng)到(dào)LIMS中進行(xíng)審核是(shì)需要(yào)≠$‍注意的(de)，考慮到(dào)分(fēn)析人←♠≠λ(rén)員(yuán)主要(yào)使用(yòng)CDS系♣↔™統，一(yī)般建議(yì)将分(fēn)析結果放(δ™‌fàng)在CDS中審核，這(zhè)裡(lǐ)包括采用(yòπ₩"™ng)電(diàn)子(zǐ)簽名對(duì)結果進行(xíng)确認λ™，最後發送到(dào)LIMS中。

CDS分(fēn)析結果傳遞的(de)媒介有(yǒu)兩種，一(y☆♦ī)種是(shì)通(tōng)過中間(jiān)σ₩文(wén)件(jiàn)過渡的(de)方式，即CDS将分(fēn)析結果寫入$≈↑✘到(dào)某個(gè)文(wén)件(jiàn'↓)中，LIMS定時(shí)去(qù)讀(dú)取該文(wén)件(jiàn÷"<$)中的(de)內(nèi)容。一(yī)種是(shì)直接數★ '&(shù)據庫對(duì)數(shù)據庫的(de)方式寫入。¥→第一(yī)種需要(yào)對(duì)該中間(jiān)過渡文(wén)<↔✔件(jiàn)采取保護措施以免發生(shēng¥¶∑ )數(shù)據真實性和(hé)完整性問(wèn)題；第二≤π種則是(shì)十分(fēn)安全和(h¥✔ βé)推薦的(de)方法。

OOS結果報(bào)告

如(rú)果隻有(yǒu)單獨的(de)CDS或LIMS系統，對∏ ←(duì)于分(fēn)析結果的(de)OOS（ou™¶§&t-of-specification）報"₽λα(bào)告自(zì)然分(fēn)别由CDS或L★×IMS負責，如(rú)果LIMS和(hé)≈₩CDS都(dōu)有(yǒu)，而且二者還(hái)做(€ zuò)了(le)整合，就(jiù)要(yào)确✘ 定到(dào)底是(shì)誰來(lái)負責做(zuò ‌♦)OOS檢查了(le)。LIMS主要(yà ±o)是(shì)用(yòng)來(lái)¶≤'做(zuò)樣品和(hé)結果管理(lǐ)的(de)，CDS主要(yào)是(∑¶shì)控制(zhì)儀器(qì)運轉和(hé)對(duì)結果進行(xínγ↑≥g)計(jì)算(suàn)的(de)，這(zhè)點搞π 清楚了(le)，将OOS檢查放(fàng)到(dào✔✘♥)LIMS中就(jiù)很(hěn)符合邏輯‌↑ ≠了(le)，而且LIMS中還(hái)會(huì)包含相(xiàng©β)關的(de)檢測标準，如(rú)果CDα¥✘€S傳過來(lái)的(de)某個(gè)↕®結果OOS了(le)，在LIMS裡(lǐ)有(y≤λǒu)啓動OOS調查的(de)功能(néng)的(de)前提下(xià)，  ✘β就(jiù)在LIMS裡(lǐ)啓動CAPA（預防與糾正措施 ₹>），如(rú)果沒有(yǒu)，就(jiù)需要(yào)專門(mé¥"'×n)的(de)質量管理(lǐ)系統去(qù)啓動了(le)CAPA，還&→∑(hái)涉及到(dào)LIMS與質量管理(lǐ)系統的(de)☆Ω​∏整合。

接口的(de)合規性設計(jì)

從(cóng)計(jì)算(suàn)機(jī)驗證（CSV）的(d ≤δ₩e)角度講，用(yòng)戶對(duì)接口的(d‌₹•e)功能(néng)需求要(yào)有(yǒu)詳細說(s€$§∑huō)明(míng)（URS），并且對(duì)這(zhè)些(→↓≠πxiē)需求條目進行(xíng)唯一(yī)編碼标識，以便€®在将來(lái)測試時(shí)能(néng)夠逐條匹配和<×(hé)追溯。URS中要(yào)包含接口将如(rú)何使用(yòng)，預期±↑ 一(yī)個(gè)運行(xíng)序列中最大(dà)所包←↔含的(de)樣品數(shù)量，運行(xíng)序列中所包含的(de)÷®φ§樣品量将決定在LIMS和(hé)CDS之間(jiān)傳遞的(de)數±ε‌(shù)據量。如(rú)果是(shì)定制(zhì)化(hu∑™​à)的(de)接口，還(hái)要(yà¥₽‍πo)說(shuō)明(míng)處理(lǐ)這(♠ zhè)些(xiē)數(shù)據的(de)↕©模塊設計(jì)及代碼，錯(cuò)誤如(rú)何處理(lǐ)等，'€這(zhè)些(xiē)在DS(設計(jì)說(shuō)明(míng)&↕↓<書(shū))中要(yào)有(yǒu)體(tǐ)現(xià>≈γΩn)。如(rú)果LIMS和(hé)CDS之間(jiā$£ γn)的(de)數(shù)據的(de)傳遞采用(yòng)中間(jiān)文₩♥(wén)件(jiàn)作(zuò)為(wèi)過渡形式，那(nà)•↑麽還(hái)要(yào)說(shuō)↔¥™明(míng)如(rú)何保障這(zhè)些(xiē)中間(jiān)過渡文(​γ₽wén)件(jiàn)中所包含數(shù)據真實性®€和(hé)完整性的(de)相(xiàng)關措施。如(rú)果采用(yònεγ≤g)的(de)是(shì)商品化(huà)‌&€✔的(de)接口，則需要(yào)相(xiàng)應的(de)配置說(shuō✘♠Ω)明(míng)書(shū)說(shuō≈<♥")明(míng)系統的(de)配置方案。

系統集成後要(yào)進行(xíng)相(xiàng)應的(de)δ¥™測試。編寫測試方案書(shū)應根據用(y®✘↑∑òng)戶需求說(shuō)明(míng)書(sh ♥↕®ū)，對(duì)每一(yī)條需求都(dōu)要(yào)有(yǒu)÷¥÷ 相(xiàng)應的(de)測試項相(xiàng)對(duì)€✔₩應，從(cóng)而驗證相(xiàng)應的(de)需求'¥σ≠得(de)以滿足。測試中還(hái)要(yεβαào)檢查系統對(duì)錯(cuò)誤的(de ♦)處理(lǐ)，例如(rú)網絡中斷的(de)情況∏'↓<下(xià)，數(shù)據會(huì)丢失  ←還(hái)是(shì)在網絡恢複後自(zì)動重新發送。這(zhè••)裡(lǐ)特别要(yào)注意的(de)是(shì)，如(rú)果 ≈↔'LIMS和(hé)CDS之間(jiān)采用(yòng)文(÷₹wén)件(jiàn)作(zuò)為(wèi★₹©)數(shù)據的(de)傳遞交換媒介，需要(yào)測試數™≠★(shù)據在傳遞過程中能(néng)否避免篡改的(de)情況發生(s  hēng)，對(duì)這(zhè)些(xiē)文(w₽Ωén)件(jiàn)是(shì)否有(yǒuδΩ)足夠的(de)保護措施，

如(rú)果是(shì)受法規監管的(de)行(xíng)業(★<yè)，軟件(jiàn)接口的(de)合規性要(yào)能(n☆γ←éng)遵守21CFR Part11,以保證≥₩ &電(diàn)子(zǐ)數(shù)據的(d ∏γ‍e)真實性，完整性，可(kě)追溯性。電(diàn)子(∞♦™zǐ)簽名，密碼保護，審計(jì)跟蹤這(zhè)些(↕® xiē)特性都(dōu)缺一(yī)不(bù)可(kě)。電(d÷$iàn)子(zǐ)簽名可(kě)作(zuò)為(wèi≠ε)操作(zuò)者對(duì)自(zì)身(shēn)操作(z¶§♠uò)的(de)身(shēn)份确認，與手寫簽名在法律意義上♦'₩γ(shàng)等效。密碼保護則作(zuò)為(wèi)•™系統的(de)訪問(wèn)控制(zhì)手段，結合用(yòng)戶名和(¥¥hé)角色對(duì)用(yòng)戶能¶​"(néng)夠訪問(wèn)的(de)系統功能(néng)©‍☆★和(hé)數(shù)據對(duì)象加以限制(zhì)，例如( ÷♦•rú)用(yòng)戶登錄系統後能(néngβ<)使用(yòng)哪些(xiē)菜單項，看(kàn)‍ 到(dào)哪些(xiē)數(shù)據。審計(jì)跟蹤應能(néng)夠 ±™∑記錄用(yòng)戶所有(yǒu)的(de)操φ×作(zuò)事(shì)件(jiàn)，包括系統登‌®↓陸，軟件(jiàn)設置，數(shù)據修₹"•改，數(shù)據查看(kàn)等，記錄何時(shí)，何地(dì)，™≥ ♠和(hé)人(rén)做(zuò)了(le)何事(shì)。審計(jì→€α€)跟蹤日(rì)志(zhì)應該存儲在獨立的(de)數(shù)據庫中，禁™δ止任何人(rén)修改。

結語

在以分(fēn)析為(wèi)主的(de)實驗δ→©室，采用(yòng)CDS可(kě)以對(duì)數(shù)據進行(∞✘xíng)高(gāo)效管理(lǐ)，改善實驗室的(de)整體(tǐ)效率，及↓∑♠時(shí)出具結果報(bào)告，并确保≠™在報(bào)告中數(shù)據的(de)完整性。LIMS和(h  λ​é)CDS軟件(jiàn)已經出現(xiàn)了(leγ♣∞)很(hěn)多(duō)年(nián)，兩者的(★±λ de)整合有(yǒu)大(dà)量的(de)文(wén)字材料論述§β¥。一(yī)些(xiē)實驗室的(de)儀器(qì)如>λ​(rú)果品牌比較雜(zá)而多(duō)，很(hěn)多(duō)用(yònε ε≤g)戶基于使用(yòng)習(xí)慣可(kě)能(néng)還(hái)是(♠₽shì)會(huì)考慮各家(jiā)儀器(qì)公司自(zì)産的(de)C≠ ∏DS軟件(jiàn)連接各自(zì)的(&→de)儀器(qì)（雖然很(hěn)多( εα₹duō)CDS軟件(jiàn)能(néng)連接不(bù)同品牌的₩​€(de)色譜儀器(qì)），那(nà)就(jiù)涉及LIMS♦&與不(bù)同CDS之間(jiān)的(de)連接，如(♥αεδrú)果缺乏統一(yī)的(de)接口，實施，培訓，驗證确認及後期維護的(de≠£​™)成本都(dōu)會(huì)大(dà)大(dà)增加。

自(zì)從(cóng)ELN(電(diàn)子(zǐ)實驗記錄本)出現(x‌¶iàn)以後，大(dà)大(dà)改變了(le)實驗室信息化(hλ≥γuà)的(de)格局，使得(de)各個(gè)軟件(jiàn)之間(jiān)✔®的(de)數(shù)據流和(hé)邏輯關系出✘→φ現(xiàn)了(le)調整，如(rú)果LIMS，CDS，ELN同時(≠λφshí)出現(xiàn)，ELN将會(hu ✔&ì)作(zuò)為(wèi)LIMS和(hé)CDS之間(jiān)的(de)₩× β承接者，更多(duō)的(de)要(yào)考慮LIMS♣¶-ELN，ELN-CDS之間(jiān)的(de)整合。

總之，在考慮CDS和(hé)LIMS之間(jiān)的(de)接口時÷α(shí)，要(yào)考慮以下(xià)幾點：

  •  LIMS與CDS之間(jiān)的(de)雙向↔∑₽Ω連接

  •  能(néng)夠承擔一(yī)些(xiē)數(shù)據÷™‌處理(lǐ)和(hé)計(jì)算(suàn)，₩∞ε∞并能(néng)調整報(bào)告格式以适合LIMS

  •  CDS和(hé)LIMS之間(jiān)的(de)數(shù)據₹γ$傳遞最好(hǎo)能(néng)采用(yòng)直接的(de)，無中間(ji✔©¥ān)文(wén)件(jiàn)過渡的(©•de)連接方式

  •  接口的(de)合規性