生物类实验室信息化管理改革探讨
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作者:乔帼 商宸 孙启睿 齐志涛 李强 张家林 张明明
摘 要：该文针对当前生物实验室以及生物类人才培养的问题与需求，从实验室样本、试剂和耗材的信息化管理、实验设备的信息化管理、实验室的信息化教学、实验项目的信息化管理、实验室废弃物管理及处理的信息化管理等5个方面探讨了生物类实验室信息化改革方案，对于提升实验室科研效率、教学效果、管理水平以及培养大学生的动手能力与创新能力具有一定的指导意义。
关键词：生物类实验室;信息化管理;网络建设
中图分类号 G642.0 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2019）23-0140-02
高校实验室是学校科研和教学的中流砥柱，一个水平高、实力强的实验室可以全方位的提高相关专业的办学水平、学生的实践和创新能力。近年来，随着社会的飞速发展，高素质创新实践型人才的缺口越来越大，这加剧了高校培养压力，促使高校进行教学改革，尤其是对实践教学的改革，这将导致以往传统的实验室管理模式难以适应新的教学改革需要。目前，很多实验室依旧采用纸质登记制度对实验设备、耗材、试剂和科研人员进行管理，实验室信息难以被即时反馈沟通，整个实验室管理工作极为繁琐，加之实验室进行的项目众多，使得资料和管理工作非常混乱。另外，纸质文档还可能因为管理缺失，出现涂改、丢失、毁坏等问题。各实验室的信息管理通常是封闭、独立进行，登记的信息难以共享，时效性差。这种管理模式难以满足实验室长久稳定高效运行的要求，也对校园的数字化推进带来了一定的困难[1]。
对此，如何使实验室高效运转，并且运用数字化、现代化的计算机网络信息技术构建高效综合的实验室信息化管理平台，来提升实验室的科研水准以及实验课的教学效果，是一个亟待讨论和解决的问题。笔者认为，实验室信息化改革的核心是实验室样本、试剂和耗材的信息化管理、实验设备的信息化管理、实验室的信息化教学、实验项目的信息化管理以及实验室废弃物的信息化管理。本文主要从以上5个方面对实验室的信息化改革进行了具体阐述。
1 实验样本、试剂和耗材的信息化管理
以往实验室的样本管理主要是全人工管理，随着实验项目的不断增加以及送检样品的积累，对特定实验样本检索的难度大大增加。由于数量增多，排列混乱，往往很难快速找到所需样品，同时也很难准确知晓某种样品的存量信息。由于对样品数量掌握的不准确，有时会造成实验的重复、试剂、耗材和人力资源的浪费，人工管理难免会出现数据不准确以及人员交接时丢失数据的情况。目前，样品类型多元化、专业化，操作复杂化;样品存储的多元化、多角色化，完全靠人工进行处理已经变得非常困难[2]。如果不能很好地对进入保藏库的样本进行周密的管理和存储，将会使得耗费大量的财力物力获得的实验样品难以使其发挥最大的作用，同时对管理成本也是一个极大的挑战，还会占用研究人员大量的时间。
因此，在应用传统方式对实验室样本库进行人工管理的基础上，应用计算机数据库技术，将先前所记录的数据、得到的标本进行整合，建立一个能对样本信息的浏览、査询、上传等功能为一体的数据库，具有非常重要的现实意义。通过此数据库，可以提高实验室的管理效率，减少人工统计的工作量;可以将样品相关资料信息化，如样本的保存位置、名称、编号、来源、保存人、管数、初始保存时间（原始获得时间）、最后一次保存时间、特异性引物等。借助数据库，可以迅速查找到所需样品的具体信息，找到样本的存放地点。试剂和耗材的管理同样需要将试剂和耗材的名称、规格、生产或配置日期、有效日期、存放位置等信息录入数据库。对于试剂和耗材的取用人和取用时间也要录入，并根据取用数量对库存进行即时调整。对试剂和耗材的使用情况及流通渠道进行监控，不但可以使试剂和耗材的安全使用得到保证，也能让试剂和耗材的采购变得高效快捷[3]。盐城工学院水产动物免疫与疾病防控实验室已开发“水产动物病原库”管理软件，极大地体现了其便利性和科学性，提高了管理效率、使用效率和工作效率。
2 实验仪器设备信息化管理
仪器设备信息化主要涉及以下4个方面的内容：仪器设备的基本信息（如仪器型号、生产厂家、购买日期）、仪器设备的资产信息、仪器设备的日常使用情况、仪器设备的日常维护状况。仪器在购买回来之初，将其基本信息登记学校入库，加强设备的基礎信息管理。实验室的重要设备要做好编码（二维码、条形码等），统一进行管理。实验设备的使用，应引入登记预约制，对设备的使用者在网上进行登记，同时将设备的使用步骤、注意事项等信息在网站上公布，设备应定点、定时使用，确保设备的安全运行。一旦发现设备出现问题，应及时将问题上报仪器设备管理者，做好设备的保养维护工作。
同时，针对因为实验室之间互借设备而导致的设备损坏丢失问题，不仅可以将设备信息在数据库中进行同步，也可应用物联网技术，给仪器设备安装传感器，对设备位置进行定位实时跟踪，可以在数据终端对设备进行监控，杜绝设备遗失、降低设备损坏等问题[4]。管理人员可利用电脑或手机查看设备的具体信息，对实验室的贵重物品实行智能化管理，学生也可通过网络对设备情况进行查看并预约使用。
3 实验室教学信息化
实验室教学的信息化主要有以下2个部分组成：
（1）移动端和PC端实验室的门户网站。门户网站应对实验室的基本情况、人员组成、设备信息、近期新闻进行介绍。除了对实验室的基本情况进行介绍外，还可以根据实验室的具体工作内容，拓展新的模块。（2）实验室教学资源信息化。实验室可在门户网站上开设仪器预约使用窗口，并使用时间轴动态展示实验室近期预约情况与预约记录[5]。除了仪器设备使用的信息化，实验室课程教学资源（实验录像、教学PPT、演示动画等）也可信息化。学生可以通过网络观摩培训，对实验过程及设备操作了解可以更加深刻，对实验设备的使用细节和课程难点进行考察，从而切实提升课堂教学效果和学生的实践动手能力，培养学生的科研兴趣，提升其综合素质。 4 实验项目信息化管理
通过实验项目的信息化管理，学生的实验不再拘泥于死板的课程安排，借助实验室的信息化以及设备预约系统，学生可以根据自身的需要，在教师的指导下，在非教学阶段对仪器设备进行预约使用，充分利用实验室的教学资源，可完成除培养计划以外的探索试验、实验技能比赛、大学生创新创业训练计划、大学生学科竞赛和实验课题等项目。这样可以让学生综合利用课堂所学知识，验证自己的想法，提升其综合能力和创新水平[6]。教师也可根据这些实验，调整设计新的教学实验。利用信息化来管理实验室，可以将一部分主动权交给学生，学生自由安排时间进入实验室，提升自身的实践能力和科学素养，符合现代企业对创新型人才的需求，为学生将来的就业和深造打下坚实的基础。
5 实验室废弃物管理及处理信息化管理
生化实验室每年都会进行大量的实验，从而产生一定量的废气、废液和固体废物。生化试剂中不仅会使用易燃易爆品，而且涉及到各类生物材料、实验器具以及实验动物等。由于生物实验室的废弃物繁杂，存在一定的危险性，如未能妥善进行处置，会危害到师生的人身安全、环境等[7]。
目前，高校实验室废弃物一般是由学院与学校的后勤保障部门协同处理，但由于部分高校处置空间不够、项目资金投入不足、回收人员培训不足等问题，难以对废弃物进行合理处置。因此，可以利用先进的信息技术来对实验废弃物进行管理，通过对整个实验流程的动态监控，及时有效地掌握各实验室研究进度及产生废弃物情况。
实验室要在构建的信息化平台上录入废弃物信息，系统会根据录入的信息打印1张包含二维码的标签。标签内容包括废弃物编号、组成成分、主要成分、产生单位、联系人、联系电话、重量等。实验室人员、废弃物中转站人员、监管人员以及废弃物处理人员，可以扫描二维码来了解废弃物的情况，减小危险发生的可能性，进而实现对危险物的溯源以及与废弃物处理站的有效对接[8]。
6 结语
总而言之，实验室的信息化管理将在很大程度上提高实验室的运行和管理效率，整合仪器和试剂资源，符合新时代高校的发展趋势;也有助于学生将理论与实验相结合，培养出更多符合社会需求的高级应用型人才。
参考文献
[1]李炽伟.综合实验室信息化管理平台建设探讨[J].无线互联科技，2018（4）：121-122.
[2]杜林涛.大洋样品仓库信息化管理的研究[D].青岛：中国海洋大学，2013.
[3]張海红，沈军波.药学专业实验室建设和管理信息化的实践与思考[J].卫生职业教育，2019，1（37）：87-88.
[4]姚舸.物联网背景下的高校实验室信息化管理分析[J].网络安全技术与应用，2018（10）：103-116.
[5]任本旺.面向多元化应用的实验室管理及信息服务平台开发[D].济南：济南大学，2016.
[6]安荣荣，胡晓，王俊.创新型生物医学实验室信息化管理研究[J].教育现代化，2018，16（10）：20-21.
[7]熊顺子，秦敏君，徐毅，等.高校生物实验室废弃物分类处理研究与实践[J].实验技术与管理，2019，36（2）：172-174.
[8]兰景凤，马宏.高校危险废弃物管理信息化网络建设的探索[J].大学化学，2019，34（1）：64-71.
（责编：张宏民）
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