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以終為始思路設計現代實驗室(上)
來源:未來實驗室學苑 | 作者:yearnger | 發布時間 :2026-01-26 | 199 次瀏覽: | ?? 點擊朗讀正文 ?? ? | 分享到:
現代實驗室設計不同以往,需要通過務實與前瞻的規劃,設計團隊與各利益相關方之間的緊密合作與協調來實現的。是一個兼具形式、功能和美觀一體的空間,是能夠適應當前要求與未來不斷變化的需求的優質實驗室。特別在實驗室設計或設備選擇方面哪怕出現最微小的失誤,都可能延誤工程進度,甚至對現代實驗室的功能和安全性造成負面影響。

引 言 

現代實驗室設計不同以往,需要通過務實與前瞻的規劃,設計團隊與各利益相關方之間的緊密合作與協調來實現的。是一個兼具形式、功能和美觀一體的空間,是能夠適應當前要求與未來不斷變化的需求的優質實驗室。特別在實驗室設計或設備選擇方面哪怕出現最微小的失誤,都可能延誤工程進度,甚至對現代實驗室的功能和安全性造成負面影響。

現代實驗室設計要遵循以終為始(Begin with the End in Mind)的思路,在設計開始階段如何綜合評估實驗室類型、方式與要求,正確定位實驗室,明確項目需求和目標,特別是綜合信息化系統。以項目需求與目標的終點作為設計工作開始的起點,探索設計實現終點目標每一實施步驟,這樣才能不會迷失方向,清晰確保每一設計步驟。并在節能降耗、改進運維,降低生命周期成本,以更低的成本、更少影響實驗室運營適應未來的改擴建。才能提供高品質、可靠且具有移動性、靈活性和適應性、以及卓越價值的終極目標的實驗室,至關重要。


PART.1現代實驗室類型、方式與要求

01 實驗室設計按照建造實驗室的要求

1)通用實驗室,從名稱就可以看出,是按照標準化的布局建造的,并且都配備了相同的設施。通用實驗室的設計與靈活實驗室的設計之間存在一定的重疊。未來可能會出現人員變動或使用需求的變化。

2)靈活實驗室,其設計旨在成為一個可塑性的平臺,為多個專業領域提供高度的靈活性。同時,必須避免做出可能在前期增加成本但又無法帶來實際價值的假設。如果設計得當,靈活的實驗室布局能夠實現低成本的調整,并且在日后需求發生變化時也能減少混亂。模塊化的柜體結構和可移動的工作臺是建設靈活實驗室的理想選擇。

3)可持續實驗室,目的運營一個充滿活力且高效運轉的實驗室可能成本高昂??沙掷m實驗室的設計會融入綠色運營實踐。例如,節能設備、過程用水效率、危險物質處理、實驗室通風等等。確??沙掷m性的一個好方法是遵循“實驗室21”環境績效標準。


02 實驗室設計依照協作型還是團隊型的科研方式

1)協作型的現代實驗室設計的發展方向正朝著專業實驗室工作環境中的人才合作研究方向轉變。因此,針對多學科、團隊合作及項目需求而設計的優化開放式實驗室正受到市場歡迎。

2)團隊型的現代實驗室正轉向著一種更為開放的空間設計理念:以團隊合作為導向的工作區域。這種設計方式能夠增強實驗室內部的凝聚力,并促進與外部合作伙伴之間的更多合作?;趫F隊的實驗室能讓來自不同專業領域的人員共同協作。這種設計適用于與科學、技術、工程和數學相關的機構和大學。也有可能會成為個體實驗室的常見模式。


03 按濕實驗室與干實驗室來區分實驗室設計

盡管大多數研究機構都會同時配備濕實驗室和干實驗室,但應考慮不同區域按不同要求設計。

1)濕實驗室的設計適用于涉及化學物質、液體和物質的研究。其設計通常包括水槽、管道氣體管道和通風櫥。它們需要耐化學腐蝕的臺面、外部空氣,并且大多配備有固定的柜體。

2)干式實驗室側重于通過計算分析和計算機密集型操作來進行測試。需要大量的電氣和數據線路連接。防振和靜電放電工作臺的隔離設施也很常見。干式實驗室通常會使用可移動的實驗臺、可調節的擱板以及塑料層壓臺面。


PART.2 現代實驗室信息系統

現代實驗室信息系統并不僅僅是單一信息管理系統,而是集實驗室信息管理系統(Laboratory Information Management System,LIMS)、實驗室執行系統(Laboratory Execution System,LES)和制程執行系統MES(Manufacturing Execution System)的一套綜合的信息系統,不可缺一。這樣才能建立有序、高效的運營,且通過數據驅動的方式為科學和制造流程提供洞察力。盡管這些系統有一些共同的優點,但在現代實驗室的運營中發揮著不同的作用,需根據自身需求選擇合適的系統。我國也開發出許多優秀的實驗室信息系統。


01 實驗室信息管理系統(LIMS)

實驗室信息管理系統是一種旨在提升研發和質量控制,提高實驗室工作效率、準確性和可靠性的軟件。

安全實驗室易制爆危化品庫房合理性、必要性,并邀請治安大隊人員到現場檢查看,并做相關技術指導。

實驗室信息管理系統(LIMS)主要功能

1)樣本與數據管理:對樣本在整個生命周期內的活動進行跟蹤,并集中管理數據便于檢索。

2)庫存與設備管理:管理試劑、消耗品和儀器維護計劃。

3)實驗標準制定:確保實驗程序在不同用戶和地點之間保持一致。


實驗室信息管理系統(LIMS)優勢

1)集中式數據管理以提高效率

實驗室信息管理系統為管理所有實驗室活動提供了一個統一平臺,創建了一個唯一的權威信息來源。這種集中化消除了存儲在電子表格、筆記本和不同系統中的分散數據的狀況。通過數據庫進行搜索的能力使團隊能夠快速檢索關鍵信息,無論是重新打印多年前的分析證書,還是分析長期進行的特定測試的趨勢數據。

實驗室信息管理系統的工作流程標準化與合規性,解決方案在定義和執行標準化工作流程方面表現出色,能夠確保實驗室操作流程在所有環節中得到一致執行。這種標準化對于遵守諸如 ISO17025、FDA 21 CFR 部分 11 及 GxP 等標準的法規要求至關重要。

實驗室信息管理系統執行標準操作程序,以確保結果的可重復性和一致性。系統地管理員工培訓和能力記錄。自動跟蹤儀器維護和校準計劃。且記錄并管理糾正和預防措施(CAPA),作為質量改進循環的一部分。

2)通過自動化與集成實現錯誤減少

現代實驗室信息管理系統平臺的一大顯著優勢在于其能夠通過儀器集成來消除轉錄錯誤。通過與實驗室設備(從簡單的分析儀到復雜的色譜和質譜系統)直接連接,實驗室信息管理系統解決方案能夠自動捕獲數據,無需人工干預。這種自動化大大降低了人為錯誤的風險,同時提高了數據的完整性和可靠性。

3)改進的樣本管理與可追溯性

實驗室信息管理系統在整個樣本生命周期內提供樣本追蹤服務,確保從接收至處置的全過程都有完整的可追溯性。這一功能對于基因組學及其他高通量實驗室尤為重要,因為在這些實驗室中,保持樣本的完整性和身份至關重要。該系統支持:

在整個實驗室內追蹤樣本活動和位置;

管理與樣本處理相關的試劑和消耗品的庫存;

標準化操作流程,以確保不同用戶和站點之間的一致性。

4)提高運營效率和降低成本

實施實驗室信息管理系統能顯著提升實驗室的運作效率,通過更高效的流程減少成本并提高生產力。無紙化方式消除了耗時的手動操作環節,使員工能夠專注于增值活動而非行政事務。與其他業務系統(如企業資源規劃系統和會計平臺)的整合,進一步提高了各部門的流程效率。

5)實時數據訪問與增強型協作

現代實驗室信息管理系統解決方案能夠實現對多站點企業中最新實驗方案、報告和結果的實時訪問。這種便捷性有助于促進團隊成員之間的溝通與協作,無論他們身處何地。通過集中式數據存儲,實驗室可以:

01 通過隨時可得的信息降低停機風險;

02 實現團隊和部門之間的無縫信息共享;

03 憑借可獲取的準確信息支持基于數據的決策制定,具備可擴展性和適應性以滿足不斷變化的需求。


總之,高度可配置的實驗室信息管理系統平臺具有定制化、適應性強、易于維護和可升級等優點,能夠在整個生命周期內發揮這些優勢。這種適應性確保在實驗室需求發生變化時,實驗室信息管理系統能夠根據新的要求進行調整,而無需進行大規模的重新開發。 實驗室信息管理系統帶來的好處包括:

01 為每個個體、小組或地點提供個性化的工作流程;

02 同時支持單用戶操作和跨國系統;

03 消除不必要的工作步驟以提高效率。

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