国产LIMS研发新进展

2024-01-18 百科知识版权反馈

【摘要】：然而，在当时研究院几乎没有人看好这件事，陆婉珍成为最初开展LIMS技术研究和应用的唯一支持者。为争取资金和人员等方面的支持，她不厌其烦地找领导谈LIMS研发的重要性和必要性，谈自主研发LIMS的意义，协调解决了很多问题，可谓不遗余力。2002年4月，中国分析测试协会在北京组织召开我国首次LIMS学术研讨会与展示会，陆婉珍为这次会议写了书面致词。

20世纪80年代中后期，随着石油炼制科研和生产技术的不断发展，石油化工科学研究院工艺研究室送检样本数量、检验项目和数据处理量急速增加。1982年，石油化工科学研究院成立了分析站（称为18研究室），专门承担日常的委托分析工作。尽管当时的分析手段已逐渐从手工分析发展到仪器分析，但在分析周期、数据的准确性和数据的有效利用等方面的要求也变得越来越严格。分析站（18研究室）每天需要承担的样品种类和检验类型繁杂，平均每天检测的试样有几百个，重复性样本多、工作量大，数据结果靠人工纸质传递，不仅不能及时提供数据，且无法实现数据共享，数据的保存和追溯也十分困难，更无法对数据做深入的处理和综合利用。在这种情况下，原有的低效率人工管理模式已经很难适应当时的形势。

这时，陆婉珍的学生，已担任18研究室主任工程师的杨海鹰首先利用一台报废的与拉曼光谱仪联机的计算机，开始尝试数据电子化储存和管理的模式，并随之萌生出将实验室所有日常事务实现全面数字化管理的设想。遗憾的是，当时国内的分析领域采用计算机控制的分析仪器还很少，色谱仪多是以积分仪的方式处理结果，鲜有色谱工作站，更没有网络化的仪器运行方式。但是，在国外已有相关实验室开始朝网络化管理的方向发展。他们把实验室的分析仪器通过计算机网络连起来，采用科学的管理思想和先进的数据库及软件技术，实现以实验室为核心的整体环境的全方位管理，这就是目前大家熟知的实验室信息管理系统（LIMS）的雏形^[14]。

LIMS是随着计算机技术发展而产生的专门应用于实验室各类信息，尤其是样品分析信息管理的网络化系统，是计算机技术、管理科学与分析技术结合的产物。LIMS技术的应用可以为实验室的高效和科学运作以及实验室各类信息的保存、交流和加工提供平台，并可对实验室工作的各个环节进行全面量化和质量管理。在国外LIMS技术发展的早期，虽然其应用领域受到技术条件的制约，但它的管理思想却逐渐得到了肯定和完善。自20世纪60年代末，LIMS历经研究、发展、商品化三个阶段，走过了数十年的历程，到80年代中后期，已开始引发分析实验室管理机制、组织结构、测试技术、数据处理等多方面的变革。进入90年代以后，伴随着个人计算机和网络化的不断发展，基于计算机和微处理器的自动化分析仪器被越来越多地采用，LIMS技术的应用系统进入了一个崭新的发展时期^[15]。

20世纪90年代初期，为提升分析实验室的整体运作效率、规范管理水平，杨海鹰提出了研发自有LIMS的工作设想。这一研究方向得到了陆婉珍的首肯，也是她多年来一直在思考的事。然而，在当时研究院几乎没有人看好这件事，陆婉珍成为最初开展LIMS技术研究和应用的唯一支持者。也难怪，在90年代初，计算机在国内还远未普及，收发电子邮件也还是很新鲜的事，更别提网络化的管理理念了。陆婉珍认准了的事，不管有多大的困难，是一定要做的。在不同场合，她积极呼吁：“在信息时代，一个实验室的管理不能停留在手工管理和纸媒储存数据的层次上，这太落后了！”为争取资金和人员等方面的支持，她不厌其烦地找领导谈LIMS研发的重要性和必要性，谈自主研发LIMS的意义，协调解决了很多问题，可谓不遗余力。

正是在陆婉珍的积极倡导和争取下，1994年，石油化工科学研究院就开始了LIMS技术的应用研究工作，建起了LIMS运行所需的网络平台，进行了国产LIMS技术的开发、应用和商品化探索，并针对石油化工科学研究院分析中心（18研究室）的实际情况，于1996年完成了第一版RIPP－LIMS软件的开发。经过初步应用，大家终于认识到LIMS在实验室管理上的作用——不仅节省了大量的人力和物力，而且使实验室的各项工作更规范了，分析数据的质量也有所提高。1997年，LIMS二期技术开发正式在中石化总部立项。在第一版本的基础上，他们与专业软件开发商合作，采用了网络操作技术和数据库技术，边开发边应用。一个集样品管理、资源管理、事务管理、网络管理、数据管理、报表管理等诸多模块为一体的完整的实验室综合管理系统终于建立了起来，形成了真正意义上可商品化的管理系统^[16]。

1999年6月，这套自行研制的RIPP－LIMS系统在石油化工科学研究院18研究室正式投入应用，到2009年新版LIMS启用，该系统用了整整11年，而这项技术的研制费用却只有20万元。RIPP－LIMS的应用显著改善了分析室的管理状态，保证实验室分析数据的严格管理和控制，打破了传统的样本分析整个运作周期时间长、工作和管理效率低下的局面。LIMS使室领导对每一个委托分析样品的全程情况都有了清晰的掌控，提高了工作效率和决策的科学性，为实验室工作的规范化和量化管理提供了一个有效平台。2000年5月，“化验室综合管理系统的开发与应用”通过中石化组织的技术鉴定。2001年，这项技术荣获中国分析测试协会科学技术奖一等奖。

RIPP－LIMS系统是我国自主开发、建立的首个实验室信息化管理平台，陆婉珍也是少数几位意识到LIMS技术本身潜在价值的老一辈分析化学家。在她的鼓励和带动下，杨海鹰等人在国内及时进行了技术宣传和商品化推广工作，培育了国内首批LIMS开发商，为该技术立足国内做了大量卓有成效的先导性工作，不仅成为我国分析仪器行业中软件产业的新亮点，而且为我国分析实验室的信息化、提高LIMS的商品竞争力作出了贡献。随之，市场上当时近三百万元人民币一套的国外进口LIMS产品降至了一百万，国内用户得到了更多的实惠，服务水平也有了显著提升。

2002年4月，中国分析测试协会在北京组织召开我国首次LIMS学术研讨会与展示会，陆婉珍为这次会议写了书面致词。在致词中她写道：“实验室的分析数据作为一种信息资源，应该有规范的贮存及再加工能力。这就对现有实验室的管理提出了更高的要求。传统上基于人工管理的实验室管理模式受到了极大的挑战，而基于网络平台的实验室信息管理系统（LIMS）自然成了首选的方案。^[17]”陆婉珍说的分析数据再加工主要指的是数据挖掘技术，国外称为Data Mining，即从海量的数据中提取有用的知识，基于LIMS平台的这一研究方向目前仍在开展工作。在这次会议期间，杨海鹰面对媒体访谈时自豪地说：“我国的LIMS行业是陆老师带动起来的，这就是科学家和普通技术人员的区别。^[18]”

图9－21　陆婉珍为杨海鹰编著的《实验室信息管理系统》所撰写的序

2006年，杨海鹰撰写完成《实验室信息管理系统》一书后，请老师陆婉珍作序。陆婉珍看后认为内容新颖、实用性强，欣然作序。在序言的最后，陆婉珍写道：“从长远看，LIMS必将与其他新型仪器一样成为实验室中必不可少的内容。与此同时，LIMS的应用也必将带来实验室管理理念的全面提升。因此，新旧理念的撞击也将不可避免。本书的出版会让更多对LIMS感兴趣的读者对这一新技术多一份了解，并减少一些新旧理念的撞击。”目前，LIMS产品在国内多个行业的实验室中得到了较为普遍的应用，尤其是石化领域，在生产过程的质量、环保和安全监控中发挥着重要的作用，成为现代工业信息化技术的一项重要组成部分。遗憾的是，由于多种因素所限，国产LIMS尚未形成品牌产品，目前大量实验室使用的仍是国外的LIMS产品。

【注释】

[1]袁洪福、陆婉珍：现代光谱分析中常用的化学计量学方法。《现代科学仪器》，1998年第5期，第6－9页。

[2]徐广通、陆婉珍、袁洪福：近红外光谱法测定柴油中的芳烃含量。《石油化工》，1999年第28卷第4期，第263－265页。

[3]马忠惠、李克中：经济快速的汽油辛烷值测定方法。《现代仪器》，2000年第5期，第23－25页。

[4]袁洪福、褚小立、陆婉珍等：一种新型在线近红外光谱分析仪的研制。《分析化学》，2004年第32卷第2期，第255－261页。(www.chuimin.cn)

[5]褚小立、袁洪福、陆婉珍：在线近红外光谱分析技术在催化重整中型试验装置上的应用。《炼油技术与工程》，2005年第35卷第4期，第26－29页。

[6]Yuan H Y，Luo X H，Zheng G J，Hua W，Chu X L，Lu W Z：On－Line Determination of the Molar Ratio Between Methanol and Isobutylene in Feedstock of a Methyl Tertiary Butyl Ether Production Plant Using Near－Infrared Spectroscopy。Applied Spectroscopy，2007年第61卷第1期，第96－101页。

[7]王静康主编：《中国工程院化工、冶金与材料工程学部第七届学术会议论文集》。北京：化学工业出版社，2007年，第220－225页。

[8]吴艳萍、袁洪福、陆婉珍等：采用近红外漫反射光谱表征聚丙烯树脂的平均相对分子质量。《石油学报（石油化工）》，2003年第19卷第5期，第86－91页。

[9]孙岩峰、陆婉珍：聚丙烯专用分析仪的研制与应用。《现代科学仪器》，2008年第4期，第46－49页。

[10]王艳斌、刘伟、袁洪福等：人工神经网络在近红外分析方法中的应用及深色油品的分析—人工神经网络－近红外分析方法快速测定原油馏程。《石油炼制与化工》，2002年第33卷第7期，第62－67页。

[11]中国仪器仪表学会近红外专业委员会：近红外通讯。2009年10月，内部资料。

[12]存于石油化工科学研究院科研报告档案馆。

[13]高秀香、徐广通、陆婉珍：银改性硅藻土材料捕集烯烃的研究。《分析化学》，2003年第31卷第8期，第911－914页。

[14]杨海鹰访谈，2012年3月31日，北京。资料存于采集工程数据库。

[15]姚伟捷：LIMS打造“数字化”实验室。《科学时报》，2002年5月13日。

[16]杨海鹰访谈，2012年3月31日，北京。资料存于采集工程数据库。

[17]陆婉珍：LIMS研讨会致辞。《现代科学仪器》，2002年2期，第1页。

[18]庞莉莉：心如水澄明——记中国科学院院士陆婉珍。《中国石化》，2007年第2期，第16－20页。