Thermo赛默飞CO2培养箱i160样本标签关联？
一、引言与背景
在现代细胞培养实验中，样本的来源、实验条件和培养历史等信息都直接影响实验结果的可重复性和可靠性。随着多用户、多项目并行进行的增多，培养箱内样本的准确识别、快速定位及数据关联尤为重要。Thermo Fisher Heracell VIOS i160配备可选的Cell Locker可拆卸样本舱（Cell Locker System），并提供多种接口输出，用于将“物理样本”与“数字记录”紧密绑定，形成完整的“样本—数据”链条。本教程将围绕“样本标签关联”（Sample Tag Association）展开，帮助您在i160上实现条形码、二维码或RFID标签与培养参数、实验日志、LIMS记录等信息的自动化匹配。
二、样本标签的类型与选型
条形码（1D Barcode）
优点：技术成熟、打印与识读成本低；
适用场景：单一实验室内部短期样本管理；
限制：容量有限，无法包含过多元数据，仅能存储ID。
二维码（2D QR Code/DataMatrix）
优点：数据容量大，可存储ID、批次号、日期、操作员等多字段信息；识读速度快；
适用场景：需要在标签上直接印制样本详细信息，或用于现场拍照扫码；
限制：对打印质量要求高，易受油渍或刮擦影响。
RFID 标签
优点：非视距识读，可实现多个标签同时扫描；支持写入，可动态更新；
适用场景：Cell Locker系统中多室并行操作，需要快速扫描多个舱格、自动计数；
限制：硬件成本高，需要内置或外挂RFID读写器，且对干扰敏感。
选型建议：
若仅管理少量样本或短期培养，推荐使用二维码，兼顾成本与信息量；
若管理批量样本或多用户共享Cell Locker，推荐采用RFID方案，与培养箱前端模块或LIMS对接，实现高效扫描。
三、培养箱端硬件支持
3.1 Cell Locker 系统
Heracell VIOS i160可选配Thermo Scientific™ Cell Locker™ System，每个Cell Locker由独立模块化小舱格组成，舱格前端预留标签托架，便于贴附条码/二维码标签或嵌入RFID标签。系统优势包括：
可拆卸与移动：样本可脱离培养箱进行转运或集中管理；
模块化分区：支持多用户或多项目并行，每个小舱分配独立标签；
安全锁定：机械扣合设计，防止误拉出舱格；
3.2 扫描与记录设备
条码/二维码扫描仪：USB或蓝牙接口，挂载于培养箱旁或移动手持；
RFID读写器：可选内嵌于培养箱侧壁，或通过外置手持终端与LIMS网关通信；
触摸屏集成摄像头（可选升级模块）：部分高端型号可在触摸屏下方加装小型成像单元，实现“将样本置于舱格前→自动扫码”操作。
四、软件接口与通讯协议
4.1 本地数据接口
USB：将扫码结果或RFID UID输出为文本文件，可通过U盘在“数据导出”菜单中统一下载；
以太网（TCP/IP）：可配置为向指定IP与端口推送“标签扫描＋时间戳”数据包，格式如JSON或CSV；
串口（RS-232）：为兼容旧式LIMS系统，支持自定义串口协议，实时传送扫描数据。
4.2 LIMS/数据库对接
RESTful API：培养箱内置网页服务器，开放HTTP(S)接口，扫码后通过POST请求将样本ID与培养参数（温度、CO₂浓度、湿度、时间）一起上报；
MQTT消息总线：适用于大型中心实验室，IOT架构下可将扫描事件作为主题发布，LIMS订阅后立即处理；
文件系统轮询：定时读取培养箱内USB或网络共享目录下的日志文件，批量导入LIMS。
五、样本标签与培养参数的关联流程
初始登记
在LIMS中创建样本记录，生成唯一样本ID（例如“SMP-20250615-001”）；
打印二维码或写入RFID标签，并贴附/嵌入在Cell Locker对应舱格上；
在培养箱触摸屏上进入“样本登记”模式，手持扫描仪扫码标签→确认舱格位置→系统在本地数据库绑定舱格号与样本ID。
培养循环启动
在触摸屏程序设定界面中，选择已登记的样本ID或舱格号；
配置培养方案（单段或多段程序），并在“关联对象”栏确认已绑样本；
启动后，每次开门/关门、实时参数波动、报警事件均自动记录到该样本对应日志中。
中途记录更新
若移除/更换样本，可在“样本管理→解绑/重新登记”界面完成操作；
系统自动记录解绑时间及操作人员，新的样本可重新扫码登记。
数据导出与追溯
培养完成后，通过“数据导出”功能选定样本ID，导出完整CSV或PDF报告；
报告包含时间序列：温度、CO₂、湿度、开门次数及持续时间、报警事件等，并与样本标签一一对应；
LIMS可将报告归档至样本元数据中，实现端到端追溯。
六、数据格式示例
csv复制编辑SampleID,ModuleID,Timestamp,Parameter,Value,Operator SMP-20250615-001,LockerA1,2025-06-15T09:00:00Z,Temp,37.00,LiMing SMP-20250615-001,LockerA1,2025-06-15T09:05:00Z,CO2,5.00,LiMing SMP-20250615-001,LockerA1,2025-06-15T09:05:00Z,Humidity,95.0,LiMing ... SMP-20250615-001,LockerA1,2025-06-17T14:30:00Z,Alarm,Door Open Too Long,LiMing
或JSON格式：
json复制编辑{
"sample_id": "SMP-20250615-001",
"module": "LockerA1",
"records": [
{"ts": "2025-06-15T09:00:00Z", "param": "Temp", "value": 37.0},
{"ts": "2025-06-15T09:05:00Z", "param": "CO2", "value": 5.0},
{"ts": "2025-06-17T14:30:00Z", "param": "Alarm", "value": "Door Open Too Long"}
]}七、最佳实践与操作规范
标签粘贴位置
将标签贴在Cell Locker模块的正面中央，避免覆盖通风孔或影响锁扣；
RFID标签嵌入式安装时，应确保贴近读写器检测范围（通常≤5 cm）。
标签质量与维护
使用耐高温、防水、防腐蚀的专用标签材料；
定期检查二维码完整性，若出现刮擦或脱落，及时重新打印粘贴。
操作人员培训
建立“样本扫码→舱格登记→程序设定→数据核对”四步操作SOP；
所有操作必须记录操作员工号，并在LIMS中留痕。
定期校验
每月对扫描设备进行灵敏度测试，保证误识率≤0.1%；
对RFID方案，每季度校验一次读写器场强与标签响应。
八、合规性与审计追溯
在GxP（GLP、GMP）或ISO 17025等监管框架下，实验室需对每个样本的培养历史负责。利用i160的样本标签关联功能，可满足以下要求：
数据完整性（ALCOA+）：自动记录、不可篡改日志；
电子签名与审计日志：关键操作（扫码登记、解除绑定、参数修改）均触发电子签名，并在本地或LIMS中留审计轨迹；
访问权限控制：管理员可在触摸屏设置不同级别用户权限，防止未经授权的样本操作；
定期备份与灾难恢复：通过网络将培养记录实时镜像至LIMS或中央服务器，防止设备故障导致数据丢失。
九、典型应用场景
多用户共享培养箱
不同课题组可在Cell Locker不同舱格中同时培养，基于标签快速区分，且互不干扰。一级实验室与二级实验室联动
一级实验室完成样本初步培养后，将拆卸Cell Locker带至二级实验室继续深度培养，携带样本标签及对应数字报告，实现现场快速对接。高通量筛选
无菌筛选平台可将数十个Cell Locker模块放入i160，同时扫描批次标签，自动在LIMS中生成“大批量培养批次”，降低人工录入错误。
十、总结
Thermo Fisher Heracell VIOS i160 CO₂培养箱通过可选Cell Locker模块与丰富的接口协议，支持条形码、二维码与RFID标签的灵活应用，帮助实验室实现“物理样本→数字记录→LIMS归档”的全流程自动化。通过合理选型标签类型、配置扫码/读写设备、制定操作SOP及合规审计策略，既能提升样本追踪效率，也能增强实验数据可靠性与可溯源性。希望本教程能助您在细胞培养管理中构建高效、可控、合规的样本标签关联体系，为科研与生产提供强有力的数据支撑。祝实验顺利！
