基于双数据库架构的色谱分析系统的制作方法

本申请属于色谱分析技术领域，具体涉及一种基于双数据库架构的色谱分析系统。

背景技术：

色谱作为化学领域的一个分支，主要是分离纯化一些混合物质。随着科技的不断发展，出现了相关分析仪器及装置，例如我们常提到的液相色谱仪或者气相色谱仪，抑或是离子色谱仪等，这些仪器及装置只是分离物质的种类和物质状态不同，其基于的原理还是色谱理论基础。

实际应用中，在混合物质分离后，涉及到数据的采集以及数据的分析。而在应用色谱分析的一些场景中(如制药等)，会涉及到行业中数据审查的需要，需要对相关数据进行分析，出具相应的报告，政府部门或者相应的监管部门需要考察数据的完整性，这对色谱分析过程中数据的管理提出了新的要求，现有的色谱工作站系统不能满足该要求。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

技术实现要素：

为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种基于双数据库架构的色谱分析系统，对采集的原始数据用单独数据库进行存储管理，有利于保证原始采集数据的完全性和安全性，满足行业实际中的新需求。

为实现以上目的，本申请采用如下技术方案：

本申请提供一种基于双数据库架构的色谱分析系统，该系统包括：

数据采集单元，其用于采集色谱分析仪器生成的原始数据；

分析处理单元，其用于基于用户配置的分析操作对所述原始数据进行分析得出分析数据；

存储管理单元，其用于存储所述原始数据和所述分析数据，以及存储分析系统的方法参数及管理数据；

客户端单元，其用于向用户提供系统的交互界面；

其中，所述存储管理单元中包括第一数据库和第二数据库，所述第一数据库用于存储所述原始数据和所述分析数据，所述第二数据库用于存储分析系统的方法参数及管理数据。

可选地，所述第二数据库中内置有标准方法库、典型项目库和用户方法库；

所述标准方法库中集成了多种中药分析方法，多种所述中药分析方法基于药典相应中药的分离要求和含量分析方法而建立；

所述典型项目库，其用于存储领域内常用的检测项目，所述检测项目包含有相应项目所对应的分析方法和谱图数据；

所述用户方法库，其用于对用户建立的分析方法进行存储，以方便对该分析方法的复用。

可选地，所述典型项目库中还存储有一键检测式项目；

所述一键检测式项目中内置有样品配置要求、仪器和操作要求、分析方法配置和分析报告模板，以方便用户通过交互界面调用该项目进行一键检测式的分析工作。

可选地，所述存储管理单元中还包含有第二数据库管理模块；

所述第二数据库管理模块用于实现植入及删除功能、授权管理功能、项目锁定及解锁功能、项目在线用户的检入检出功能。

可选地，还包括智能辅助单元，所述智能辅助单元包括智能诊断模块；

所述智能诊断模块，用于对仪器故障自动进行分析诊断，生成诊断报告及解决办法建议，以帮助用户进行故障排除。

可选地，所述智能辅助单元还包括智能色谱专家系统模块；

所述智能色谱专家系统模块，用于辅助用户方法开发，实现方法推荐以及智能方法匹配功能。

可选地，所述智能色谱专家系统模块包括：

方法参数智能推荐子模块，其用于在用户建立分析方法时，对所设置的方法参数进行智能诊断及参数推荐；

应用知识库子模块，其内置有行业内所使用的行业标准资料、国家标准和药典方法资料，用于向用户提供本地知识库查询功能；

智能交互子模块，其用于在用户进行交互操作时，向用户进行推送相关辅助提示；

梯度方法优化子模块，其用于在分析得到的结果不理想时，向用户提供梯度优化的方法建议。

可选地，还包括web服务器单元，其用于向用户以浏览器页面形式提供系统的交互界面。

可选地，所述第一数据库和第二数据库均部署在云端。

可选地，所述第一数据库采用mongodb数据库系统，所述第二数据库采用mysql数据库系统。

本申请采用以上技术方案，至少具备以下有益效果：

在色谱分析系统中，采用双数据库架构，将采集的原始数据用单独数据库进行存储管理，有利于保证原始采集数据的完全性和安全性，满足了行业实际中的新需求(如电子审批及数据安全等需求)。

本发明的其他优点、目标，和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书，权利要求书，以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本申请的技术方案或现有技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分。其中，表达本申请实施例的附图与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，但并不构成对本申请技术方案的限制。

图1为本申请一个实施例提供的双数据库架构的色谱分析系统的系统结构示意图；

图2为本申请一个实施例提供的双数据库架构的色谱分析系统的应用示意图；

图3为本申请一个实施例中一键式检测与传统检测的流程对比说明示意图；

图4为本申请一个实施例中一键式检测的交互界面示意说明图；

图5为本申请一个实施例中第二数据库管理模块的功能实现说明示意图；

图6为本申请一个实施例中智能诊断模块的功能实现说明示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本申请所保护的范围。

在色谱科学发展过程中，伴随着分析仪器的发展，随之而来的就是配套软件的不断更新换代，这里的配套软件一般称之为色谱工作站，色谱工作站相当于一个上位机，一方面完成对下位机(如液相色谱系统装置)的控制，另一方面对下位机采集的色谱数据进行分析处理，以达到对待侧样品的分析。

最初的色谱工作站为单机版的工作站(装在一个电脑里面的工作站，专门控制一个仪器，相当于专机专用)；后来发展出网络版工作站，一个局域网内，将所用到的仪器连接到几个采集服务器，一台采集服务器可以连接单台仪器或多台仪器，进行数据采集，再使用客户端进行仪器的采集控制及分析处理操作。

单机版的软件系统，一般采用文件夹形式对项目的相关文件及数据进行存储，用户可以直接进行删减操作，在数据安全性以及完整性方面存在隐患。而现有的采用数据库的工作站，其使用的是单一数据库系统，相关人员将系统参数数据保存在该数据库中，而对于采集得到的原始数据，仍采用文件的形式进行保存，即在数据安全性和完整性方面仍存在隐患。

而如背景技术中所述，随着行业相关从业人员以及审查人员越来越重视数据的安全性问题，现有色谱工作站系统中数据管理方面的问题越发凸显。针对于此，本申请提出一种基于双数据库架构的色谱分析系统。

在一实施例中，如图1所示，该基于双数据库架构的色谱分析系统包括：

数据采集单元，其用于采集色谱分析仪器生成的原始数据；

分析处理单元，其用于基于用户配置的分析操作对原始数据进行分析得出分析数据；

存储管理单元，其用于存储原始数据和分析数据，以及存储分析系统的方法参数及管理数据；

如图1所示，这里的存储管理单元中包括有第一数据库和第二数据库，第一数据库用于存储原始数据和分析数据，第二数据库用于存储分析系统的方法参数及管理数据，系统还包括客户端单元，其用于向用户提供系统的交互界面。

本申请的技术方案，在色谱分析系统中，采用双数据库架构，将采集的原始数据采用单独数据库进行存储管理，有利于保证原始采集数据的完全性和安全性，满足了行业实际中的新需求。

进一步的，作为一种具体的实施方式，系统还包括web服务器单元，其用于向用户以浏览器页面形式提供系统的交互界面，即该实施方式中基于bs架构采用相关网络技术，解决了异地传输以及处理的问题，实现了色谱分析系统的远程控制及应用。

作为一种具体的实施方式，数据库可部署在本地，具体的，第一数据库可采用mongodb数据库系统，第二数据库采用mysql数据库系统；而作为另一种具体的实施方式，第一数据库和第二数据库均部署在云端，基于云技术，相较本地部署数据库，可更好的实现相关数据的存储、备份及共享。

举例而言，图2为一实施例中色谱分析系统的应用示意图。

如图2所示，每个采集工作站连接多台色谱分析仪器(图中s3-1、s6-1等)，图中的采集工作站并不局限于两个，采集服务器的数量与所连仪器的多少有关，连入仪器越多，所需要的采集工作站也就越多(举例而言，一台采集工作站最多可以连接控制4套液相色谱系统，若整个系统中设计配置的工作站为20个以上，则支持的液相色谱系统可达到200套以上)。

图2中，数据中心、客户端为系统中的软件功能实体，其可部署于相应的计算设备中。从数据流向角度而言，客户端下达采集相关指令，数据中心的采集服务运行，控制采集工作站采集仪器所产生的数据，并将采集到的仪器运行所产生的数据在采集数据服务器(部署有第一数据库)和系统数据库服务器(部署有第二数据库)分别进行存储。

完成采集后，进行分析工作，客户端下达分析相关指令，数据中心的分析服务运行，访问数据库，基于分析算法，进行分析服务，并将得到的分析数据在第一数据库中保存。

图2中，采集数据服务器上部署的mongodb数据库系统主要存储处理原始数据以及数据分析结果方面的数据，而系统数据库服务器上部署的mysql数据库系统主要存储处理管理数据以及方法参数方面的数据，二者数据不同步，但是相关联。mongodb是非关系型数据数据库，在存储原始数据中使用此数据库，可以解决传统关系型数据库处理大量数据时查询缓慢与高频率读写效率差的问题，而mysql是关系型数据库，在存储方法参数与数据管理参数时，可以大大减低数据冗余和数据不一致的概率，保证数据的完整性。

本申请技术方案，相当于在市面上原有的单一数据库系统的基础上，增加了一套数据库系统，其目的就是弥补现有通过单一数据库仅存储方法参数/管理数据方面的弊端。

如图2所示，图2所示实施例中，还包括web服务器，用于提供相关网页访问服务，实现通过浏览器终端进行系统管理/数据查询/报告/签署等功能。

另一方面

随着行业的发展，对色谱软件系统的操作管理功能、交互友好程度、智能性方面也提出了新的要求。针对于此，本申请技术方案基于双数据库架构的色谱分析系统在这一方面也进行了改进。

首先，从使用便捷性、普适性方面考虑。分析检测工作难点是在分析方法的建立，一旦一个稳定的分析方法立之后，检测的工作更多是一种重复检测的流程工作。同时，在一些领域中，如一些第三方检测机构，qc实验室等，其研发较少，更多就是参照药典、国家标准进行检测，其分析检测工作基本就是一种重复性工作。这里的重复性工作，主要指的是设置的序列、运行的方法、数据处理、报告要求均一致，只是需要对不同批次的样品进行检测。

在一实施例中，为提高色谱分析系统的便捷性、普适性，本申请在系统中内置了典型方法库(这里的典型方法库是从分析方法维度而言的)。

本申请中第二数据库用于存储分析系统的方法参数及管理数据，而在该实施例中，具体的，第二数据库中内置有标准方法库、典型项目库和用户方法库(从分析方法维度而言均属于典型方法库)。

中药作为中华民族的宝贵财富，其分离分析一直是研究的重点以及难点，而中药相关分析方法建立的基础及来源就是药典。针对于此，本实施例中，标准方法库中集成了多种中药分析方法，多种中药分析方法基于药典相应中药的分离要求和含量分析方法而建立。容易理解的是，标准方法库还可集成食品药品、环境等领域的分析方法。

用户方法库，其与现有软件功能类似，其用于对用户建立的分析方法进行存储，以方便对该分析方法的复用，及方法相关数据的存储。

典型项目库，其主要针对领域内常用检测项目而设立，其用于存储领域内常用的检测项目，这些检测项目包含有相应项目所对应的分析方法和谱图数据。容易理解的是，典型项目库的具体构成可依据客户的自身需求而配置，实际中可采用定制化的方式，将与客户相关的数据打包到该数据库中。

此外，与现有技术类似，该实施例中，第二数据库还包括实现检测样品纯度分析的光谱库。

进一步的，作为一种具体的实施方式，典型项目库中还存储有一键检测式项目；一键检测式项目中内置有样品配置要求、仪器和操作要求、分析方法配置和分析报告模板，以方便用户通过交互界面调用该项目进行一键检测式的分析工作。

下面对一键检测的实现方式进行一下相关介绍。

一键检测式项目的来源包括两方面，一是将药典方法、行业标准检测方法、国家标准检测方法等内置于相关项目，而得到的项目。举例而言，基于药典中的方法进行大量的实验，总结得到样品配置要求、仪器和操作要求、分析方法配置(分析方法、序列表、处理方法)、分析报告模板等相关信息，将这些信息进行集成打包而得到所需项目；还是就是基于客户的需求，建立与之相匹配的项目，做到从客户自身的需求出发，推出一键检测式的定制化项目，并进行内置。

而在实际应用操作中，就可通过调用一键检测式项目，实现一键式检测，相比于传统意义上的检测，从用户角度而言，省去了一部分开发方法、分析数据、出具报告的工作，具体省略的部分如图3所示，图3中上侧所示流程中深色的流程步骤对用户而言相当于被省去。

如图4所示，为一实施例中进行一键式检测的交互操作界面示意图。实际操作中，操作人员在图4所示界面，进行项目选择，调用要执行的项目；根据样品摆放提示，按照样品盘标识进行样品摆放，即在标识有标准样的地方摆放标准样品、在标识有未知样品的地方摆放未知样品；然后点击开始检测，系统将自动检测样品、生成并出具规定格式的检测报告。

为方便对第二数据库的管理配置，存储管理单元中还包含有第二数据库管理模块；第二数据库管理模块用于实现植入及删除功能、授权管理功能、项目锁定及解锁功能、项目在线用户的检入检出功能。

具体的，第二数据库管理模块中的植入功能，主要是指初始安装软件时期，软件安装工程师针对用户需求将需要的方法植入到数据库中；

授权管理功能，主要涉及到的是权限的分配，即哪些用户或者用户组可以调用数据库中的方法，授权用户对于数据库可以进行哪些操作等；

项目锁定及解锁功能，这里锁定和解锁都是针对检测项目而言的，举例而言，使用该功能，针对用户a以及用户组a，将项目x设置为锁定状态，则用户a以及用户组a对于项目x的操作权限将发生变化，用户组a以及用户a仅有查看的权限，而没有修改、数据处理等权限，针对用户b以及用户组b，将项目x设置为解锁状态，则用户b以及用户组b对于该解锁项目，既可以查看又可以进行数据处理；

删除功能，主要用于实现针对数据库中的分析方法以及检测项目的删除操作；

项目在线用户的检入检出功能，用于用户数量的在线限制，保证单一用户在线对检测项目进行数据采集操作、数据处理等操作，避免多人操作造成的数据混乱。

举例而言，如图5所示，为第二数据库管理模块对各具体库的功能实现说明示意图。

其次，从交互友好程度和智能性角度考虑，现有色谱软件系统，虽然也存在一部分的智能辅助功能，比如帮助文件，告知故障等，但是使用者还是需根据仪器具体所展现出来的数据进行判断。在实际使用中，对于刚接触仪器的使用者而言，这无疑是困难的。并且现有色谱软件系统在方法建立及优化方法的智能化也是不够的，难以指导使用者进行下一步的工作，无论是针对参数优化、方法优化还是分离方面的工作。

针对于此，本申请中的色谱分析系统还包括智能辅助单元，智能辅助单元包括智能诊断模块，智能诊断模块，用于对仪器故障自动进行分析诊断，生成诊断报告及解决办法建议，以帮助用户进行故障排除。

这里的智能诊断主要是指，针对仪器硬件或者仪器使用过程中发生故障的自动排查。在仪器使用过程中，使用人员需要监测的仪器指标，以明确仪器状态没有问题，保证仪器状态稳定。但是常常会遇到一些问题需要解决，软件方面比如连接不到仪器；仪器性能方面比如柱压太高、柱温箱波动大、起始数据难以归零；耗材方面比如灯能量过低等等。而通过智能诊断，软件系统会自动对相关问题进行分析诊断，在分析后给出解决办法。操作者按照提示进行操作即可，最大程度的帮助用户尽快解决问题。

举例而言，智能诊断可以是一键式诊断操作。具体的操作如下：具有相关权限的用户以及用户组，登录界面，在常规的方法设置之后，点击智能诊断系统执行一键式智能诊断操作。

具体的，一键式诊断操作的实现，主要涉及软件控制仪器硬件过程中，数据采集及反馈后的判断。举例而言，采集仪器内部的参数进行反馈，系统通过反馈的数据进行判断，最终给出诊断结果。实现中，首先系统对仪器连接状态进行内部检查，读取各个模块的运行状态，以判断连接状态是否正常，若检测正常，则按照指定的分析方法继续运行，其次，进行参数判断，系统自动检测仪器状态，来判断状态参数是否达标，如果达标了，将参数归入达标参数；如果系统检测的参数不达标，则将该参数归入不良参数里面，最终将达标参数和不达标参数进行参数汇总，最后生成诊断报告与诊断日志，该过程实现如图6所示。

本申请中的智能辅助单元还包括智能色谱专家系统模块；智能色谱专家系统模块，用于辅助用户方法开发，实现方法推荐以及智能方法匹配功能，这里的色谱专家系统指一种方法开发“顾问”。

具体的，智能色谱专家系统模块包括：

方法参数智能推荐子模块，其用于在用户建立分析方法时，对所设置的方法参数进行智能诊断及参数推荐；应用知识库子模块，其内置有行业内所使用的行业标准资料、国家标准和药典方法资料，用于向用户提供本地知识库查询功能；智能交互子模块，其用于在用户进行交互操作时，向用户进行推送相关辅助提示；梯度方法优化子模块，其用于在分析得到的结果不理想时，向用户提供梯度优化的方法建议。下面对此分别进行简要说明：

a、方法参数智能推荐，是指在用户建立分析方法的时候，对于设置的方法，系统会根据设置做出一定的提示。具体的，实际中可以在用户设置方法参数之后，系统通过仪器系统配置、流动相及色谱柱等信息的获取，对客户所设置的方法参数进行智能诊断及参数推荐，对高级参数的设置提出指导，对不合理的参数设置给出提示，从而达到避免客户误操作、提高工作效率及准确率、减小运营成本的目的。

举例而言，用户首先选择仪器系统，之后进入方法设置界面，在常规的方法设置之后，使用一键式激活的形式进入方法参数智能推荐界面，用户根据自己的需求选择需要诊断及推荐的功能，功能选择后，系统会按照各个诊断功能进行参数推荐，并给出推荐及诊断结果。

b、应用知识库子模块涉及的是一种off-line应用知识库(本地知识库)，实际中相关人员进行检测分析工作过程中会有查阅资料的需要，应用知识库针对药典、国标方法、软件使用帮助文件、软件操作视频文件、实验常识等进行知识库库构建，可在无外部网络情况下，方便用户进行参考与查询，从而提升效率、节约时间。

c、智能交互子模块涉及的是一种on-line的交互功能，其以本地知识库为基础，在用户交互操作过程中，进行相关提示。具体来说，色谱工作站使用的过程中，使用人员需要注意的地方以及小技巧有很多，尤其对于初学者而言，需要注意的地方会更多。所以在色谱软件使用的过程中，无论是参数设置、采集管理、数据处理等方面，均需要软件智能的进行一些提示。

基于这样的需求，在系统运行过程中，从使用者角度看系统会针对使用人员设置的参数以及方法，进行智能弹幕(弹出提示框)，比如针对色谱柱、溶剂、方法、参数等，系统后台智能筛选本地知识库，来提示一些使用小技巧、知识库、注意点等。具体举例而言，使用人员基于自己的需求，进行参数的设置时，选定模式为分离模式、具体型号的色谱柱、具体种类的流动相(假设选择了甲醇)、洗针液种类、进样方式等参数后，根据这些选定的方法条件，系统会智能的进行一些提示，比如设置波长的时候设置的不合适等，选择了分离模式后，流动相比例不合适等。

d、色谱软件最重要的目的就是控制仪器进行数据采集、数据分析、优化参数使得数据满足要求、出具报告。其中最需要耗费人力、物力以及财力的就是优化参数使得数据满足分析要求。在参数的配置优化时，并不单单是仪器参数的优化，还涉及到一些外部条件的优化，比如流动相(种类：是否含有盐、是否加入酸；流动相比例调节)；色谱柱改变(长度、种类、粒径等)；检测波长改变等。在色谱分析过程中，并不是按照最初设置的参数运行后，即可完成满足要求的检测。常常需要多次进行参数优化；

而梯度方法优化子模块就是针对于该种情况的，其在分析得到结果不理想时，向用户提供梯度优化的方法建议。举例而言，根据当前测得的谱图数据和预设逻辑，向用户推荐采用更小粒径的色谱柱来进行分析的方法。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。