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实验室中的标签自动化识别技术

发布时间:2014-12-05 浏览次数:351次

条形码在我们的日常生活中早已司空见惯,他作为商品的专一性和特殊性标志在我们的生活中发挥着巨大的作用。随着计算机的普及应用,实验室中引入条形码技术已经是一种势在必行的趋势。当标品采集后,自动化的条形码识别彻底简化了实验室繁琐的标品采集、登记、保存、传递和检测过程,实现一体化运作,避免了操作过程中的人为差错,有效的提高了工作效率、规范了工作流程。

1    标签

标签想必在实验室每个人都不会陌生。我们常见的标签上会标明名称,编号,时间、制作人等信息。标签从最早仅仅是做一个记号到后来承载越来越多的信息和功能,也导致标签的材质,信息表现方式不断演化。样品在实验室经常需要经受一些恶劣环境的处理,在这种恶劣环境下样品同样需要通过标签去区分。

如今有一种 “环绕”的标签。对于保存在液氮中的样品特别有用,这种标签被设计成完全地环绕容器,能承受高压灭菌锅的蒸汽温度,也可耐受液氮的低温,耐温区间可达(-196℃到150” ℃),高温区间甚至可以达到普通干燥箱的上限温度,除了温度的耐受度好,这些标签还能抗腐蚀,如DMSO,甲醇和异丙醇。

在标签的选择上我们还要区分是选用预打印标签还是按需打印的标签。预打印标签往往是在空的瓶或管上就已经贴好或者印好的。标签的条码不包括任何有意义的信息,只是一个唯一识别号。样品的相关信息如样品来源、检测项目等都存储在数据库中,用户只有通过扫码后才能查询到。这种条码往往比较简洁,比较短。

按需打印的标签往往在确定容器与样品的对应关系后,然后根据样品的相关信息去生成的。例如一个条码可能由客户识别号、检测项目、流水号等组成。如果需要编进条码的数据只有当需要条码的时候才具备,那么按需打印的标签倒是一个不错的选择。

2    二维码技术

一维码只在一个方向(一般是水平方向)上表达信息,而在垂直方向上不表达任何信息,一维码的应用可以提高信息录入的速度,减少差错率,但一维条码也存在一些不足之处:例如数据容量小(30个字符左右)、只能包含字母和数字,条码尺寸相对较大(空间利用率低),条码遭损坏后便不能阅读。以一件衣服为例,一维码可以表现商品名称和价格,但很难再进一步提供商品更多的信息,如果需要调用更多的信息,需要与计算机数据库进行连接查询。

相较而言,二维码技术也已经非常成熟。二维码除了普通条码的优点外,还具有信息量大,可靠性高,保密防伪性强,易于制作,条码相对尺寸较小,抗损毁能力强,成本低的优点。二维码可以包含中英文,图片,音频,链接等。例如衣服,不但可以显示衣服名称和价格,还可以显示采用的是什么材料,每种材料占的百分比,衣服尺寸大小,适合身高多少的人穿着,以及一些洗涤注意事项等,无需电脑数据库的配合,简单方便。

对于一些想在条码上表现更多信息的实验室来说,二维码就是一个不错的选择,并且当前成本也非常低。在一些自动化的系统应用中,放置于孔板上的小管的底部有二维码,板下有固定位置的条码阅读器,可以一次性读取板上数十上百的样品,并自动将其与测试结果关联。有些实验室在二维码识别的基础进一步延伸,在扫描到二维码后马上生成一个关联标签,这个标签有可能是线性的,也可以是二维的,用于样品的分装和其他预处理。

实验室中的标签自动化识别技术

3    条码打印设备

条码打印机选择余地小的情况已经是陈年往事了。包括一般人很少知道的热转印打印机在价格和功能上都有很多选择。在我们周围环境中,几乎所有商品都有使用热转印技术所打印出来的标签,举例来说,譬如打开手机壳,内部即可看到密密麻麻带有条码的标签,一般高级包装箱都有以热转印打印出来的一张产品标示贴纸,也通常带有条码。另外,购买服装时,服装上的吊牌也通常都有采用热转印打印方式印刷,在火车站购买的火车票、登机牌、行李牌等等,也都是运用热转印的技术所打印,特别是几乎所有的电器产品背后,都有一些利用热转印技术打印的标示标签,像笔记本电脑就有不止一张的各式各样以这种打印方式打印的标签。就实验室而言,如果空间和预算都有限,可以选择一些低价的打印机。一些公司提供标准功能的配备,也可以有一些扩展选择,如以太网接口、USB、RS232、无线连接等。

有些实验室需要同时处理不同类型样品容器上贴标的问题。这里还遇到的一个问题就是会碰到不同形态的表面。这对于常规的特转印打印机很难处理。好在现在有一种打印-应用系统可以很好地解决。模块化的热转移打印机通过模块升级可以快速改造成一个复杂的打印-应用系统(Print-and-apply system).这种系统不需要占据过多的空间,能够打印和应用任何规格在4*4mm到100*100mm的定制化的标签。不管是平的还是弯曲的表面,这种设备可以产生多达12种不同的标签,并快速精准地定位打印。在这些高级硬件出现的同时,一些专注于实验室自动化的公司也相继开发出了设备与实验室信息系统之间的接口,为两者之间的无缝连接创造了条件。

实验室中的标签自动化识别技术

 

4   RFID(射频识别)

相比条形码,RFID有两个很明显的技术优势:1.RFID标记的样品不需要通过光线直线传播去读取条码信息,2.样本的编码可以远距离修改。下面具体讲讲这两个方面的优势。

首先,操作者并不需要直接看到样本就能方便地收集数据。设想仓库中堆放着一堆大纸盒,每个大纸盒中都是一个个独立的样本,每个样本上都打上了独立的RFID标签。如果通过传统的一维或二维条码进行扫描,工作人员势必要打开每一个纸箱并搬出里面标记条码的每一个纸盒然后逐个扫描读取。通过RFID阅读器我们就可以在不打开纸箱的条件下在这一堆纸箱前一键读取每一个样本的信息。通过链接阅读器后台的数据库可以查询这些样本的信息,还可以发现丢失的样本。

RFID还一个优点是可以改变识别码而不用更换标签。通过读写RDID的芯片,可以更改其中存储的数据。这个特点可以应用在更新样品状态上。我们可以在识别码中留出样品分析流程的标识位,当样品流转到工作序列中的特定节点时,可以将其中的标识码进行更改,而不用重新去贴标签。

目前RFID的主要限制还是成本。具有足够数据容量的芯片对实验室来说还是比较昂贵,读写的硬件花费也不菲。好刀要用到刀刃上,对于特别贵重的和存放条件复杂的样品,在考虑成本收益比的情况下再评估采用。

实验室中的标签自动化识别技术

条码是实现实验室无纸化,自动化,提高实验人员工作效率和准确性的重要基础设施。随着技术的发展,系统变得越来越复杂,当前实验室在市面上也有非常多的选择,寻找一家可信并有经验的供应商相比以前更加重要。为了充分利用条码和自动化带来的便利,所选的条码系统应该紧密切合自身的需要,而不能将就。