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摘要:菌种管理系统的开发顺应了生物安全管理和建设的要求，提高了保藏管理水平，规范了菌种管理，在进一步发挥菌种资源作用，促进传染病防治和科研教育工作中起到了重要的作用。运用无线射频识别(RFID)智能定位技术开发菌种信息管理系统，对菌种的信息化管理模式进行分析，对菌种保藏管理系统的开发和应用提供了依据。菌种管理系统设计已初见成效，能较好地实现菌种管理信息化。
关键词:菌种管理;信息化;生物安全
信息技术和互联网的飞速发展，大数据库的分析技术和通信技术作为新兴管理手段，已越来越多地用于人员、材料、生物安全、实验室设备的管理。随着传染疾病防治、科研和生物产业的发展，使用病原微生物的机会大大增加，无序使用和保存病原微生物的现象时有发生，存在严重的实验室生物安全隐患，规范病原微生物菌(毒)种保藏管理迫在眉睫。但采用传统的管理模式难以做到准确、严密、有效、安全［1－2］。本研究旨在探索利用无线射频识别技术(RFID)开发出菌种管理信息系统［3］，便于菌种的管理，更好地实现精确定位、预警设置、可追溯性等管理功能，极大的保障了生物安全。
1传统保藏管理的弊端
目前，国内微生物的保藏管理还没有完全实现信息化，与其他行业管理手段的高效信息化相比，已严重滞后。大量有价值的微生物仍依靠传统的人工方式进行保藏管理，存在很大的弊端:①需要花费大量的人力对菌种进行密切观察和监控;②人员的流动性大，容易造成大量有价值的菌种或信息的丢失;③人工操作的误差较大，容易出现各种各样的失误，导致菌种信息混乱，失去价值;④查找所需的菌种费时耗力。此外，采用传统纸质，或者手工输入电脑对菌种进行管理的方式，菌种信息的记录有限，因大量信息无法记录，使保存的菌种失去了一定的价值［4］。
2管理系统的构建
采用软、硬件结合，融合网络技术、计算机编程技术、传感技术等建立一个智能菌种保藏系统，可以实现实时精确定位追踪，保证管理工作的连续性和可追溯性;样本信息采集自动化，并具有预警等功能。
2．1硬件条件
菌种智能定位信息管理系统的硬件主要采用RFID技术，即射频识别技术，是一种非接触式的自动识别技术，俗称“电子标签”，它通过射频信号自动识别目标对象并能获取相关数据［5］。RFID技术具有快速扫描，体积小，形状多样化，抗污染力，耐久，可重复使用，穿透性强，无屏障阅读，数据记忆容量大，安全性等优点［6］。目前已广泛适用于图书馆、门禁系统和食品安全溯源等领域［7－8］。将菌种的重要信息与互联网实现信息交互，方便识别和管理。菌种智能定位信息管理系统中RFID技术主要应用于样本电子标签及机柜上。2．1．1样本管(带有RFID电子标签)。材质为PVCTAG，频率为125KHz，芯片类型为EM4102，256比特容量，PVC塑料片封装形式，不会造成样本污染。将菌种装在附有电子标签的样本管里，赋予菌种唯一编码，方便识别。当样本管里菌种出库后，样本管可以重复使用，节约资源。2．1．2标签发放读写器。采用125kHz的桌面式读写器，固定于特定位置，与安装系统软件的计算机连接，用于签发样本管，并能读取样本管的信息。2．1．3样本保藏柜。每个保藏柜有20个抽屉，每个抽屉有100个保藏位，也可根据需要进行定制。抽屉采用一体化PCB板设计，保证定位的精确，读写可靠性。具有防尘、防水功能。对于存取的试管及待领取试管具有屉内直接智能化提醒，对于错误存取试管直接提示。对抽屉的开关状况也可自动侦测，并与计算机联网，发出警告信息。2．1．4样本保藏柜控制设备。通过RJ45与服务器通讯，便于信息传输和布线。同时控制20个抽屉的通讯及控制，并起到声光报警功能。采用0．6mm的优质冷轧钢板，静电粉沫喷塑，无有机溶液，无污染。2．1．5服务器。用于储存该系统所有的信息数据，与计算机进行信息交互。
2．2软件要求
菌种智能定位信息管理系统是菌种所有信息数据集中管理的平台，所有功能都通过该系统实现，菌种信息管理系统可以实现系统管理、查询统计和菌种管理等功能［9］，并与中心办公管理系统无缝对接。2．2．1系统设置功能模块。包括用户管理、操作日志、消息查询、消息权限、机柜管理等功能。用户管理可以进行用户设置及用户权限管理;操作日志用来查看所有登陆系统人员的操作痕迹;消息查询功能可以使用户查询发送给自己的消息;消息权限功能只有管理员能够进入，进行消息权限设置。机柜管理功能和机柜设置功能是维护人员对机柜进行的管理和维护的设置。系统设置功能模块可以对整个系统运行的参数和基础数据进行配置，只有系统管理者才能进行操作，是整个系统运作的基础。2．2．2菌种管理功能模块。包括菌种目录、信息管理、菌种签发、菌种入库、订单管理、菌种出库、库存查询、菌种销毁、销毁登记等功能。进入相应的功能区可执行对菌种的签发、入库、出库以及管理维护，是系统运行的核心，也是对菌种进行管理的重要途径。2．2．3查询统计功能模块。包括入库查询、出库查询、库存查询、异常查询、报废查询、状态查询功能。可以查询出入库、现存菌种的种类和数量，内容实时更新统计，是菌种管理中的重要内容。
3菌种智能定位信息管理系统运行流程
菌种智能定位信息管理系统工作流程主要体现在菌种入库的信息录入、签发、存放和统计。
3．1菌种信息录入
这是菌种入库的第一个步骤，在菌种信息管理系统中输入菌种所有的信息，赋予每株菌种唯一的保藏编号。菌种信息录入是整个流程中最重要的步骤，直接决定菌种的保藏。
3．2菌种签发
用RFID技术给每个菌种附上唯一编码。用读卡器对菌种管进行扫描，将签发数据保存到数据库并完成冻存管卡号与菌种信息的绑定。
3．3菌种存放和定位
将附有标签的菌种管摆放在特制的菌种柜里，菌种柜对所存放的菌种信息进行扫描定位，及时上传系统，系统可方便地查询到该菌种的存放位置等相关信息。使菌种的存放过程变得更高效和更安全，避免了错放、漏放的可能。
3．4系统报警
当有些菌种出现问题时，系统会进行自动检测，然后给出一个移除的时间，如果超过规定时间还没有处理，系统会自动发出移除报警。而当菌种被多拿或者错拿时，系统也会发出错拿报警，工作人员可以及时发现，使保藏工作更有序和更高效。
3．5统计和查询
当需要查询某种菌种的信息时，只需要在查询模块搜索一栏输入相对应的菌种编号和名称，就可查询到该菌种所有相关的信息以及具体的位置。查询统计功能模块实现了菌种入库信息、出库信息及库存信息的统计，制作汇总报表，便于直观地了解菌种库菌种保藏情况。
4管理系统应用效果分析
菌种智能定位信息管理系统实现了菌种管理的信息智能化，使菌种管理更便捷、准确、严密、有效、安全。
4．1菌种定位精确，减少人工误差
在菌种信息管理系统中，存放入库的每个菌株的定位精确到由库－机柜－抽屉－行列。在菌种入库或移位过程中，可以有效地减少人为因素带来的误差，使菌种管理更科学，信息更准确。
4．2系统预警设置，使管理更便捷
该系统设置了多项预警功能，为每个菌种都设置了相应的保存期限，查看系统可看到超期菌种的情况，以便及时更新。此外，每个菌株都有安全数量警报，若菌株低于一定的数量，系统便会提示，提醒工作人员及时补充。
4．3保证菌种管理的安全性
通过特殊的技术设置，可以实现对菌种的安全管理，菌种的领用需要授权后才能打开相应的抽屉，操作人员所有的操作都可追溯，设有菌种保藏状态和待领用菌种灯光提示，错领的声光报警等。
4．4信息化手段保证菌种管理的连续性
传统的菌种管理方法，工作人员的流动性会造成菌种的信息的丢失，不能保证菌种在信息和管理上的连续性，也不具备可追溯性。但该管理系统解决了这些问题，菌种的所有信息都存储在服务器中，并不受人员流动的影响，也可以更好地实现菌种信息和数量的统计查询。目前菌种智能定位信息管理系统实现了菌种管理信息化、智能化。方便了工作人员的操作和管理，不会再因为人员变动带来的信息丢失的现象［10］。在生物安全方面也符合国家生物安全管建形势的要求，保障了所保藏菌种的安全。随着菌种保藏要求不断的提高，系统还有待开发更多新的功能，不断地完善，使菌种管理更安全、更智能，为实现病原微生物资源共享、有效利用和深入研究奠定基础。
作者:傅明慧 乔乔 杨华富 单位:江苏省疾病预防控制中心