实验室库存管理从文件夹走向定制数据库

  研究人员至少应对这样一件事有信心：他们不会再对实验室资源茫然无知了。
  当Marilyn Goudreault收到申请使用被储存在其管理的加拿大多伦多Lunenfeld-Tanenbaum研究所实验室中的质粒的单据时，人们对于她能否兑现，从未有任何疑问。分享试剂是在同行评议期刊出版论文的先决条件，并且对于科学过程十分重要。但首先，Goudreault必须找到质粒——DNA的循环链。
  在许多实验室，这项任务可能需要搜遍旧笔记本、过时的电子表格和已经落满霜冻的冰冻盒。但在Goudreault的实验室，工作人员会使用OpenFreezer追踪试剂：OpenFreezer是一个免费的基于Linux 的开源Web应用程序，可以用于保存和安全归档多个试剂文件——不仅包括质粒，还包括抗体DNA、RNA和蛋白质片段，支持多用户界面。
  Goudreault只需要快速检索材料，然后检查储存库中被指明的盒子。“我在15分钟内就完成了所有事。”她说。
  新武器层出不穷
  Lunenfeld-Tanenbaum研究所研究人员Karen Colwill和软件工程师Marina Olhovsky 开发出的OpenFreezer能帮助研究人员通过关键词或数据库识别符号筛选寻找样品，并根据物理位置识别试剂。Colwill说，这一数据库目前已经在他们研究所用于记录多个实验室和用户的十几万个样品。
  媒体报道称，用户可以自定义OpenFreezer，来跟踪和管理库存中任何类型的试剂，也包括质粒、插入片段、寡聚核苷酸和细胞株等。研究人员还可以通过一个简单的Web浏览器连接上系统。通过定期更新数据库，研究人员就能确保自己样品的安全归档，当然前提是存储样品的时候要登记下来。不过Colwill也表示，这一系统能确保关键试剂的保存和寻找，实验室管理员可以要求研究人员进行常规的试剂保存，这样就能完善整个系统。
  OpenFreezer是诸多用于简化实验室管理的计算机库存系统之一。这些系统的范围从为个人实验室提供的简单数据库到企业级别的系统，并且能用于调节预算支出。还有一些程序被设计用于冷冻样品记录，另外一些可用于追踪化学用品或实验用动物。一些程序还能帮助制定采购和设备清单，而一些仅限于简单描述。但就一切情况而论，这些程序的目标是帮助实验室工作人员知道有什么资源可供使用以及哪里能找到它们。
  一直以来，许多实验室追踪存货的方法不外乎利用活页夹中的纸张或电子数据表格。当然也有人使用更复杂的数据库软件。例如，上世纪90年代，当在加拿大西方大学建立实验室时，病毒学家Joe Mymryk研发出了一个微软Access数据库，以追踪试剂。2007年，他的毕业生Ahmed Yousef与美国普渡大学计算机专业毕业生Ibrahim Baggili一起开发出一个用户友好、基于微软界面的系统：LINA（实验室库存网络应用）。
  LINA能储存一系列试剂信息，包括细菌、酵母菌株和DNA片段等。当新试剂被研发出来后，它们会被录入该系统，并获得一个独一无二的标识符。然后，样本根据这些数字被储存在冷冻库中，而使用者能利用关键字、来源和功能等信息进行寻找。
  搜寻和“营救”
  对于Mymryk而言，LINA最有用的功能是搜寻和比对DNA序列。这意味着他能够进入一个基因序列，并检查程序库中是否包含任何能被用于放大它的寡核苷酸，而非订购新货物。
  LINA免费且用法简单，这使其对小型分子生物学实验室尤其具有吸引力。不过，更高级的选择也能免费使用。负责管理美国韦尔斯利学院化学准备室的Marie Ebersole准备将其基于电子表格的系统升级为Quartzy。这是2009年推出的一种主要基于云端的免费实验室管理工具，利用这一工具，研究人员可以将其实验室试剂样品储存信息的Excel表格上传。Quartzy的零费用让她尤为心动。
  Ebersole主要使用Quartzy追踪固体和液体化学品。除了库存管理，Quartzy 也能用于管理试剂订购、标准操作程序指南等文档的存储和仪器的调度。研究人员可以根据位置或样品信息进行搜索，也可以直接将采购请求提交给实验室管理员。这种软件甚至可以提出所需试剂的替代价格方案，事实上，Quartzy 已经与一些生命科学厂家合作，为研究人员提供相关的建议。
  对于Ebersole而言，Quartzy不仅能提高实验室效率，还能降低成本。“我已经节省了约1/3的预算。”她说。部分原因是浪费减少了：通过精确知道自己拥有哪些化学品，Ebersole能在购买新试剂前确保旧试剂被用完。而且，在购买新试剂时，购入量也比之前减少了。
  此外，研究人员的另一个选项是StrainControl。小型实验室的个体研究人员能免费使用该软件，但一个针对10位用户的专业许可证约79.95美元，而50位用户的许可证则要649.95美元。所有的付费版本都能在计算机网络或云服务器上使用。
  研发该软件的瑞典DNA Globe 公司外联经理Kristoffer Lindell指出，尽管它的名字会让人们想起果蝇和老鼠，但StrainControl能协调大多数“湿实验室”生物学家的资源。该软件目前拥有1.5万用户，能为不同的实验有机体种系、蛋白质、质粒、抗体和化学品提供支持，并且与其他工具一样，样本都匹配有条形码。
  而且，Lindell表示，用户能根据需要对各个领域进行重新命名，结果是，StrainControl能用于编录无论与实验室是否相关的任何东西。而新升级将允许用户添加1~2个新定制模块，而非仅仅重新配置现有模块。
  另一个系统则相对更复杂。例如，威斯康星州BioInfoRx研发的一个名为mLIMS的实验室信息管理系统能用于追踪啮齿类动物群体。其他一些则能实现电子记事本连接。例如，产品专家Xavier Armand 表示，Labguru是一个基于云的应用程序，能追踪质粒、细菌、抗体、植物、啮齿类动物和蛋白质以及一个内嵌式电子笔记本。该程序由德国霍尔茨布林克出版集团资助研发，每位学术界用户每年的使用费为120美元，而产业实验室用户的使用费为450美元。
  Armand解释称，通常，库存和实验室电子记录本会将每个样本与实验结果联系在一起，因此用户能追踪哪些试剂被用在了实验中。“我们相信提供试剂和方法的高保真元数据，外加与实验数据的关联，将有助于提高再现性问题。”他说。它有助于研究人员更轻松地复制他们和其他实验室的发现。
  整体互联
  一些研究机构和企业则采取大规模集中存货管理。宾夕法尼亚大学环境健康和辐射安全（EHRS）实验室花费数年时间将700个实验室组转移到了同一系统CISPro上。该系统由位于加州的BIOVIA公司研发。EHRS实验室安全专家Kimberly Bush表示，机构层面上的追踪能帮助完成3个重要任务：报告合规、跨实验室材料分享和大学层面的试剂监控。“如果是700个单独的库存系统，这是很难或不可能完成的。”她说。
  2011年，EHRS收到来自佩恩绿色基金（一个大学可持续性项目）的5万美元，用于落实CISPro作为一项减少浪费和加强存货管理计划的一部分。但到目前为止，8个实验室中仅有1个使用了该系统。Bush表示，初次推广并不顺利，而且库存追踪仍面临问题。因为大学的化学品进货并不经过中心实验室，每个实验室必须经过培训制造并上传其库存资料。
  而且，生成数据库的过程是烦琐和易于出错的。例如，一种化学品可能有多个名字，数据库建设和材料记录的不一致可能导致日后归档困难，并致使不必要的再订购。她表示，这样一来，许多用户实际上是主张使用两套程序，“但这是重复努力”。
  此外，CISPro被设计赋予每个化学容器独一无二的条形码。但对于那些一瓶接一瓶消耗试剂的用户而言，重复记录是一项冗长且复杂的工作。Bush表示，这样一来，用户可能会保留和重新使用易燃物柜门上的少量条形码。
  不过，无论使用哪种系统，研究人员至少应对这样一件事有信心：他们不会再对实验室资源茫然无知了。
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