LIMS(实验室信息管理系统)作为一种先进的实验室信息化管理手段,受到业界的广泛关注与重视,并被视为是现代化实验室不可或缺的管理工具。
本文将介绍LIMS的特点与优势、发展历程及趋势,并重点盘点国内外LIMS软件厂商。
众所周知,实验室即进行试验的场所,其主要工作是向科研、生产、生活等提供准确可靠的检测数据和检测结果,对科学技术的开发与研发服务起着重要作用。
近年来,随着现代化实验室的快速发展,实验室分析测试仪器及检测样品数目不断增加,叠加实验室自身认证认可的需要,实验室管理工作的复杂性和艰巨性与日俱增。传统以人工和纸质为主的实验室管理模式已不再适应,暴露出诸多问题:
庞大的检测数据依赖人工填写、统计、计算和报表编制,成本高、效率低且易出错;实验数据分散在不同的文件/系统中,易丢失、难积累、难复用,且人工传递无法保证数据的真实性、时效性;难以对样品的整个流转、处理流程进行整体的记录、跟踪和控制,当出现质量问题时难追溯;基于人、机、料、法、环的管理工作耗时,缺乏有效管控,如仪器设备检查、保养周期人工记录,常出现遗漏或超期送检,仪器去向无法知晓等情况;实验室报告格式种类繁多,报告模板需经常调整,手工调整,效率低……传统实验室的数字化改造升级己是必然趋势。
LIMS(Laboratory Information Management System,实验室信息管理系统)作为一种先进的实验室信息化管理手段,日益受到业界的关注与重视,并被视为是现代化实验室不可或缺的管理工具。本文将介绍LIMS的特点与优势、发展历程及趋势,并重点盘点国内外LIMS软件厂商。
LIMS 是一个集现代化管理思想与基于计算机的数据处理技术、数据存储技术、网络传输技术、自动化仪器分析技术于一体,以实验室业务和管理工作为核心,遵循实验室管理国际规范,实现对实验室全方位管理的信息管理系统。
LIMS将样品管理、数据管理、资源管理、业务管理、报告管理等功能融为一体,组成一套完整的实验室综合管理和产品质量监控体系。其核心是规范样品化验分析的工作流程,对样品分析的每一个环节进行监控和管理,在提高样品分析质量和人员工作效率的同时,帮助实验室建立起一套完善的质量保证体系, 对影响实验室质量的人、机、料、法、环等要素进行有效管理和控制,并严格规范实验室的操作流程。
值得一提的是,LIMS通过可扩展接口与各种分析仪器连接,可以实现仪器数据的自动采集、传输,避免了数据录入的人工失误。
具体来看,LIMS的特点与优势体现在:
◉ 管理海量信息。LIMS的最大特点是将实验室中的数据和信息集中起来, 进行快速处理、统一管理,并实现数据存储、查询、发布等功能,它满足了实验室数据可追溯性要求,辅助实验室的质量保证,实现了实验数据的内部共享。
◉ 加强质量保证。质量保证(QA)即建立品控体系,通过制订相应的文件,规范各过程活动并留下活动实施的证据,以便提供足够的信任表明产品能够满足品质要求。LIMS的出现显著促进了QA的落地,一个明显的原因是使实验室对数据的管理变得更容易、更可靠,减少了数据输入错误,可以保证有效的审核追踪、自动进行样品跟踪、仪器校准、流程及记录可追溯等。
◉ 促进实验室认证认可。先进的LIMS严格遵循质量体系认证设计的管理流程,可以帮助受监管企业遵循相应的国内和国际标准,如制药企业应遵循的cGLP、cGMP、FDA 21 CFR Part 11规范,为企业实验室标准化认证认可创造了条件。
◉ 缩短样品分析周期,提高分析结果的可靠性。LIMS可与实验室的自动化系统、分析仪器及软件集成,实现数据的自动采集、传输和分析计算,减少人为误差和时间延误;还可自动生成各类报表,大大提高工作效率。
◉ 规范业务流程。LIMS为实验室的工作流程建立严格程序,如报告流程和样品流转,实现业务的流程化,还可对每个流程设置电子签名,并实时跟踪。
◉ 提高资源利用率。LIMS能将实验室所需的各类资源(如仪器设备、人员等)整合在一起,合理分配与监管,提高资源的使用效率,最大程度地减少资源的浪费。如LIMS允许为仪器创建定期的校正计划表、跟踪、记录校正情况,并能统计仪器的使用率,最大限度地利用仪器。
◉ 支持实验数据更大范围的共享与挖掘分析。LIMS既是实验室内部的信息集成,也是连接实验室、研发、生产等的信息平台,可与其他部门实现检测数据的有效共享,避免重复检测。例如通过与PLM的集成,LIMS接收来自PLM的实验申请单,在检测完成后反馈测试结果给PLM,形成研发实验数据闭环管理。此外,通过对大量历史样品数据的挖掘分析,还能帮助生产、质量等部门发现和查找影响产品质量的因素。
图2.LIMS的特点与优势
无疑,LIMS改变了传统的实验室管理和运营模式,实现了数据、业务流程、资源等的全面、规范、高效管理,为实验室管理和检测水平的整体提高和全面协调提供了先进的技术支持。如今,LIMS已广泛应用于石油化工、生物制药、食品饮料、烟草、煤炭矿产、环境检测、计量、科研教学等行业实验室,应用场景广泛。包括为生产性企业的生产过程提供质量检测,应用于高校、科研院所、大型集团公司的试验研究,以及各类监测中心、疾控中心、第三方实验室的分析检测等。
1、国际LIMS软件厂商
国外LIMS起步早,产品较成熟。当前,国际上比较著名的LIMS软件厂商主要有Thermo Fisher Scientific、LabVantage Solution、STARLIMS(已更名为Abbott Informatics)、LabWare、LABWORKS 、Caliber、GenoLogics(被Illumina收购)、LabLogic Systems、Novatek Internationa、Agilent、Siemens、Clinisys、Waters、CloudLIMS.com、Autoscribe Informatics、Computing Solutions、Khemia Software、LabLynx等(见表1)。已进入中国市场的厂商包括Thermo Fisher Scientific、LabVantage Solutions、STARLIMS、LabWare、Caliber、Illumina、Agilent、Waters、Siemens等。
其中,Thermo Fisher Scientific提供包括高端分析仪器、实验室装备、软件、服务、耗材和试剂在内的实验室综合解决方案,其SampleManager LIMS是一款适用于生产 QA/QC 和流程行业合规性的 LIMS,在石化行业具有领先优势,也是全球部署最多的 LIMS 之一。Thermo Fisher还打造了云原生软件Core LIMS,主要支持研发实验室数据管理和工作流程定义,及专为生物分析和药物开发而设计的Watson LIMS。Thermo Fisher 于1982年进入中国市场,在中国发展已超过40年。
LabVantage Solution是实验室信息学解决方案和服务的领先提供商,其于2009年通过收购ABI公司旗下的SQL*LIMS业务,成为业界第一大LIMS供应商,SQL*LIMS以功能强大和技术先进而闻名于世,在医药行业具有领先优势。如今,LabVantage 公司打造了结合了LIMS、ELN、LES和SDMS于一体的LabVantage解决方案。在中国,LabVantage Solution主要与三维天地建立了战略合作关系。
STARLIMS在LIMS行业深耕业超过30 年,于2010 年被雅培公司收购,后改名为Abbott Informatics,其STARLIMS是一款将LIMS、ELN、SDMS、LES、高级分析、移动应用集中在一个应用平台中的支持全产品生命周期的实验室信息管理一体化解决方案,在公共卫生行业具有领先地位。STARLIMS在中国成立了斯特利思(北京)信息科技有限公司,作为其独立运营发展的全球战略的一部分。
LabWare以仪器接口软件的研发为起点,于1994年率先推出了世界上第一个客户机/服务器结构的、用户可以组态的LIMS软件产品,其LabWare LIMS仪器连接功能强大、可操作性强,并已向市场提供了超过3000套的LIMS系统,在制药业中竞争力很强。LabWare于2005也在中国成立了北京莱博韦尔科技有限公司。
LABWORKS自1985年以来一直是实验室信息管理软件行业的领导者,已在全球400多个实验室成功实施,规模从单个实验室的几个用户到地理位置分散的许多实验室的数百个用户不等。作为一款基于网络的LIMS解决方案,LABWORKS LIMS软件具有灵活、易于实施等特点。LABWORKS LIMS产品线原是PerkinElmer旗下品牌,于2016年出售给了以LABWORKS命名的新成立公司。
2、国内LIMS软件厂商
相比国外,我国LIMS的研究与应用起步较晚。1998年,石油化工科学研究院首次开发出了国内需求的商业版的LIMS网络系统,比国外晚了十多年。随着石化、制药、冶金等大型企业和国内高校的多家实验室开始应用LIMS技术,国内关于LIMS的研究和开发逐渐增多,并已出现了一批较成熟的LIMS厂商与产品。
据e-works不完全统计,目前我国LIMS厂商超过40家(如表2)。这其中,比较具有代表性的厂商包括金现代、三维天地、青软青之、创腾科技 、国工智能、上海赛印、天健通泰、仰群华创、百奥利盟、牵翼、网星软件、海荭兴等。
◉ 金现代
金现代是国内有实力的LIMS供应商,早期做电力发家的,主要服务大型央国企和民营龙头企业,有二十年信息化经验。最早是给华电集团做的LIMS实验室管理系统。华电集团下属70多家火电单位,一方面需要满足合规、一方面就是需要将工作从线下转移到线上,进行自动化的流程化的运转。金现代LIMS是由CNAS专家参与制作的,完全按照规范,打造了全要素管理、全流程管理、全样品生命周期管理,保障合规;
系统提供了丰富的实验模板,包括各种实验流程图、实验步骤、数据记录表等,用户可以根据自己的需要通过拖拉拽的方式进行绘制,辅助用户根据实际情况定义合适的实验流程、实验模板和实验报告,无需专业IT人员指导,就像做PPT一样简单。在实验过程中,系统可以自动抽取实验结果,生成数据曲线,同时支持按照客户需要的各种维度对数据进行智能分析,自动生成实验报告,实现多元场景的实验记录和研发过程记录,大幅提升了工作效率。
实验数据是科学研究和技术创新的重要基础,也是实验室的核心资产。由于实验室设备众多且各异,数据采集、传输、处理和分析都面临着诸多困难和挑战,影响了实验效率和质量。易绘ELN电子实验记录本具有串口取数、协议取数、AI智能取数三种取数方式,支持国内外主流仪器设备,成熟的AI信息识别技术,可以适配各种特殊设备和老旧设备,设备调通率达99%,轻松实现端到端的数据同步,形成有效数据协同,提升数据分析效率。
◉ 三维天地
三维天地是国内较早开展LIMS系统建设实施的知名服务商,基于二十余年的深耕,已形成以检验检测信息化为主、数据资产管理为辅的业务格局,覆盖全国的服务体系。其自主研发的SW-LIMS完全基于Web,集LIMS、SDMS、ELN于一体,已在化工、环保、食品、科研等20余个行业广泛应用,服务超过2500家企业,成为行业内的领先者。其最新版LIMS实验室信息管理系统V14则深度融合BI、低代码开发平台,并基于OCR、机器学习等人工智能技术,可自动识别PDF文件、图像、纸质文档等媒介的有效内容存储到系统中。
◉ 青软青之
青软青之自2016年成立以来,一直专注于LIMS软件开发,主导产品King's LIMS已广泛应用于国家各类检测机构及生产企业的实验室,客户突破800家,在全国LIMS领域中占有一定的品牌地位。相比其他竞品,King's LIMS率先采用微服务架构,通过模块配置实现自定义和快速部署,为实验室提供符合CNAS/CMA/ISO17025的透明工作流程和资源管理。2021年7月,青软青之获得世界上最大的分析仪器生产制造商之一珀金埃尔默(PerkinElmer)的A轮投资,2022年5月,又完成数千万元A+轮融资。
◉ 创腾科技
创腾科技是面向生命科学和材料科学领域提供综合研发、过程检测、生产信息化平台及咨询服务的高新技术企业。其提供计算模拟与数据建模、科研创新及质量合规等全方位的信息化解决方案,产品包括以实验过程数据管理为核心的iLabPower研发创新平台、将实验室信息管理系统MobiLIMS和专注于合规执行的LES进行无缝整合的质量合规平台,及与人工智能结合的仿真模拟平台等。在中国,已有千余家生命科学和材料科学领域的机构选择了创腾科技的产品和服务,包括国内有影响力的制药企业、新药研发合同服务企业、石化企业以及高校、科研院所。2018年,创腾科技完成数千万元pre-A融资。