3. 一体化平台总体架构设计
LIMS与ELN一体化平台不是把两个系统简单拼接，而是要在架构层面同时解决三件事：实验记录与样品检测数据的统一承载、业务流程与科研流程的协同编排、以及仪器、试剂、人员、方法等主数据的共享。总体架构设计的目标，是让“样品从接收到报告”和“实验从设计到记录”两条主线在同一平台上交汇，而不是各自维护一套数据孤岛。
分层架构：从接入到数据的五层划分
推荐采用五层架构，自下而上依次为基础设施层、数据存储层、平台服务层、业务应用层和接入展现层。基础设施层提供容器编排、服务网格、日志与监控；数据存储层按数据形态分库；平台服务层承载统一认证、主数据、消息总线、文件服务、审计与工作流引擎；业务应用层由LIMS域、ELN域和共享域三组微服务构成；接入展现层面向实验员、审核人、QA和管理者提供Web端、移动端和仪器采集代理。
分层的价值在于约束依赖方向：上层只能调用下层暴露的接口，跨层直连数据库被禁止。例如ELN的实验记录服务不允许直接读取LIMS的样品表，而应通过平台服务层的样品主数据接口获取。这样当LIMS的样品表结构调整时，ELN侧不受影响。
微服务与模块化：按业务能力切分
微服务划分应遵循“高内聚、低耦合、按业务能力”的原则，而不是按技术分层切。LIMS域可拆为样品服务、检测任务服务、结果录入服务、报告服务、质控服务；ELN域可拆为实验记录服务、模板服务、电子签名服务、附件服务；共享域则包括主数据服务、工作流服务、审计服务、通知服务。每个服务独立部署、独立数据库schema，通过REST或消息进行通信。
模块化在代码层面体现为清晰的包边界和接口契约。例如样品服务对外只暴露SampleQueryService和SampleCommandService两个接口，ELN在实验记录中引用样品时，调用的是SampleQueryService.getByBarcode()，而不是直接查询样品表。这样当样品编码规则从“年月日+流水”改为“项目号+流水”时，只需修改样品服务内部实现。
前后端分离与集成总线
前后端分离要求前端只通过API网关访问后端，不直接接触数据库或内部服务。网关承担路由、鉴权、限流和审计埋点。前端按领域拆分为LIMS工作台、ELN编辑器、审核中心三个独立前端应用，共享统一的组件库和用户会话。
集成总线是平台与外部系统（ERP、MES、仪器、WMS）以及内部服务间异步协作的枢纽。推荐采用“API网关同步调用 + 消息总线异步事件”的混合模式。例如样品接收后，LIMS发布SampleReceived事件，ELN订阅后自动创建关联实验记录草稿；检测完成后发布ResultApproved事件，报告服务订阅后触发报告生成。总线需支持至少一次投递、死信队列和事件重放，以应对下游服务短暂不可用。
数据存储选型
一体化平台的数据形态差异大，单一数据库难以兼顾。建议按数据特征选型：
| 数据类型 | 典型内容 | 推荐存储 | 选型理由 |
|---|---|---|---|
| 结构化业务数据 | 样品、检测任务、结果、报告元数据 | PostgreSQL / MySQL | 事务强一致，支持复杂关联查询 |
| 实验记录文档 | ELN富文本、表格、图谱描述 | MongoDB / PostgreSQL JSONB | schema灵活，支持嵌套结构 |
| 附件与原始文件 | 谱图、PDF、仪器原始文件 | MinIO / S3对象存储 | 大文件低成本，支持版本与生命周期 |
| 检索与日志 | 全文检索、审计日志、事件流 | Elasticsearch | 全文检索与聚合分析能力强 |
| 缓存与会话 | 用户会话、热点主数据 | Redis | 低延迟，支持过期与发布订阅 |
跨库一致性通过“本地事务+事件表”实现：业务库写入的同时，在同一事务中写入事件表，由独立投递器读取事件表并发送到消息总线，避免分布式事务的复杂性。
LIMS与ELN功能边界与融合策略
功能边界应遵循“LIMS管样品与合规，ELN管实验与知识”的原则。LIMS负责样品生命周期、检测任务分派、结果计算与判定、报告签发、质控规则；ELN负责实验设计、过程记录、原始数据附着、电子签名、版本追溯。两者重叠的部分主要是“数据引用”和“审批流”。
融合策略有三条：第一，主数据统一，样品、人员、仪器、方法、试剂由共享域统一维护，LIMS和ELN只引用不复制；第二，流程衔接，通过工作流引擎把“样品接收→任务分派→实验记录→结果录入→审核→报告”串成一条可追溯链路；第三，界面融合，实验员在同一个工作台内即可看到待检样品和关联实验记录，无需切换系统。判断融合是否成功的标准是：能否从一份报告反向追溯到原始实验记录和仪器原始文件，且追溯路径不超过三次点击。