1. 引言
教育部公布的《高等学校实验室安全检查项目表》关于实验室化学试剂使用与存放细则中，明确要求使用危险化学品的实验室必须建立实验室化学品目录，并在药品柜与实验台附近配备化学品安全技术说明书(Material Safety Data Sheet，下文均简称MSDS) [1] 。目前因不了解高校安全检查相关要求或对MSDS作用、获取方式不明等原因，仍有许多使用危险化学品的高校实验室没有进行配备。
传统MSDS获取方式为订购药品时向化学品经销商索要，但实际操作中因制作化学品MSDS毒理、环境危害等内容时检测成本高昂，部分化学品生产、销售企业本身就没有编写这项法律文书，因此供货商亦无法向实验室提供相应的MSDS。目前最为通用获取MSDS方式为，网上搜索，根据搜索结果随机选取化学品网上的MSDS自行打印、留存。这种方式获取MSDS的问题在于，各类专业化学品、化工网站提供的MSDS内容详尽版本的查阅与打印普遍收费。免费版本中提供的药品信息良莠不齐，一些网站各类化学品缺失严重，或可以查到试剂信息但药品所属的项目缺失等问题。
本次研究的目的在于，遴选MSDS资源并将其进行数字化，利用二维码图形技术将MSDS的获取变为“扫一扫”后即可实现查阅的实验室日常。满足线下、线上实验教学与涉及危化品的化学实验室管理的多场景应用 [2] 。
2. MSDS定义与内容
2.1. MSDS定义
MSDS是化学品销售商与厂家用来阐述化学物质及其制品有关安全、环境影响、性状、健康危害方面的各种信息，并能提供有关化学品的基本知识、防护措施和应急行动等方面的资料，包含化学品的外观、密度、闪点、爆炸下限在内的理化参数。以及该化学品生态毒性、灭火方式、配伍禁忌、废弃处置、急救措施以及有关的法律法规等内容 [3] 。
2.2. 欧标SDS与美标MSDS
以欧盟为代表的国际标准化组织，将Safety Data Sheet简称为SDS，即安全技术明说书，而以美国为代表的国家将Material Safety Data Sheet简称为MSDS。二者仅在内容上存在微小差别，在实际生产、销售和使用环节中的作用完全一致。
2.3. 国标中MSDS内容
我国为同国际接轨制定了相关的标准GB/T16483-2008《化学品安全技术说明书内容和项目顺序》，其中明确规定在编辑MSDS中的16项内容时，不可缺项，各项目的次序、边界、范围均需严格遵守标准。
高校实验室中使用MSDS时应用较多的除查询药品闪点、沸点、溶解性外，还包含药品燃爆危险、危害类别、侵入途径、危害性浓度范围、接触或吸入后急救措施、灭火介质、个人防护、应急处置、操作注意事项、安全储存条件、废弃处置等方面内容 [4] 。具体应用方法将在下文中MSDS二维码应用中进行详细介绍。
3. MSDS静态二维码的制作
3.1. 网络MSDS资源的遴选
首先需要了解的是如上文2.1.中所述，MSDS皆是化学品生产商和进口商或专业机构申请编制，因此不存在MSDS官网这一说法。各企业及网站提供的MSDS资料内容是否完备、准确，需要使用者自行判断，非化学专业人员鉴别这些MSDS存在一定困难，本课题组在大量收集MSDS的网站后，按下列7个原则对这些专业网站进行了筛选：
(1) 内容是否符合国标，国标中要求的16项内容是否完备；
(2) 是否支持化学文摘编号(Chemical Abstracts Service，简称CAS)编号查询；
(3) 是否支持英文药品查询；
(4) 是否支持化学物质的号码Chemical Book Number (CB Number)查询；
(5) 危性概述内容是否符合全球化学品统一分类和标签制度(GHS)；
(6) 网站是否稳定，所提供MSDS是否收费，是否提供PDF格式文件下载；
(7) 化学品类是否齐全；
经多番比对后，留下chemicalbook、sigma、Merck、soMSDS、TCI这5个符合条件的MSDS相关网站留做之后制作二维码时提供链接资源之用。
3.2. MSDS静态二维码的制作过程
打开3.1.中选出网站，按网站提示，查询出某种化学品的MSDS，留存该网址。以电脑登录微信，在小程序中搜索并打开二维码工具盒或二维码生成器。以使用二维码工具盒制作乙醇对应的静态二维码为例，操作步骤如下：打开二维码工具盒中在线制作网页，在文本、文件、图片、音频、视频、表单、批量生码选项中选择“网址”，网页提示：“请输入网址静态码”，将留存好的乙醇MSDS网址复制到对话框中，点击生成二维码，即可生成乙醇MSDS静态二维码，保存即可。图1为制作好的乙醇MSDS二维码，用手机或平板电脑在有网络连接的情况下，打开扫一扫功能的APP扫描二维码，即刻就可阅读乙醇MSDS。
Figure 1. QR code corresponding to MSDS of ethanol
图1. 乙醇MSDS对应二维码
图2为通过微信扫一扫后手机上所呈现乙醇MSDS内容，由于标准MSDS项目较多，图2仅为截屏时手机显示情况，非全部内容，下拉后可见含16项完整具体的安全技术说明。
二维码技术的本质为通过图形存储信息，通过识别图形读取信息。常见二维码内部码眼都是由正方形矩阵组合而成的，码眼使用其它图形以及二维码背景设置为动态图片和动画等技术皆是出自于美观角度，使用常规矩形码眼就可以满足实验室需要，故在此不做过多讨论。另二维码容错率有L、M、Q、H四个等级，扫描MSDS二维时通常不会处于嘈杂混乱的环境导致二维码上内容大量丢失或被遮蔽，因此制作的MSDS的二维码容错率选用了L级即15%，如此产生的二维码图形兼具一定容错功能的同时又不会过于复杂。
3.3. 常用试剂的MSDS二维码汇总的制作
Figure 3. QR code summary of MSDS for some commonly used reagents
图3. 部分常用试剂MSDS二维码汇总
使用危化品的实验室均需常备部分试剂，少则几十种，多则数百种。统计本实验室常备危化品后，将所有化学品的MSDS都制作成静态二维码，将其汇总，置于操作、存储处，也可以展板上墙方式以供随时调取查阅，图3为部分汇总后的常备药品MSDS二维码。
3.4. 新购化学品与信息不全的化学品的MSDS查询
在文献查询中常遇到文献中所用药品只给CAS.NO或UN编号的情况，或实验室购入新种类药品。此类情形无法提前制作出该药品MSDS二维码，此时提供通用二维码，扫描直达已经筛选的MSDS网站查询首界面，输入药品中、英文名称、别称、CAS.NO或UN编号其中一项后可获得该药品MSDS。
4. MSDS二维码的应用
通过MSDS的数字化处理，已经达到了拿出手机即可随时查阅的目的，进行化学实验的师生和实验室管理者可将其应用于以下5个方面：
4.1. 日常实验
国标要求一份标准的MSDS中应有16项内容，在使用化学品的实验中对MSDS最基础的应用是使用其16项内容中的第2项危险性概述、第3项成分/组成信息、第9项理化特性项，查询该药品的燃爆危险、危害类别、健康危害、侵入途径等属性，在使用之前让使用者充分了解即将使用的药品的基本资料，在何种环境下使用，例如是否必须在通风橱中操作，使用时应如何进行个人防护，药品性状是否因潮解、氧化等原因发生了不可逆性变。
4.2. 危化品操作与存储
危化品的操作与存储一直都是实验室安全管理工作中与气瓶和特种设备并列的难点、痛点， 而高校中涉及危化品的实验室远多于后两者。MSDS第7项操作处置与储存、第10项稳定性和反应性就危化品作业中的安全注意事项、安全储存条件有明确详细的指导与说明。在不清楚如何存储一个化学品时，可参考MSDS第10项中的内容，根据该药品存储时聚合危害、禁配物、应避免接触的条件进行处置，这可以让危化品存储这项工作做到有据可依、有证可查，大大提高危化品存储期间的安全性。
4.3. 化学品废弃处置
在危化品的全生命周期管理中，废弃处置是闭环中的最后一环，也是最容易被忽视的一个环节，但实事证明化学反应废物(液)安全隐患不容小视，MSDS第13项中废弃处置中给出了无使用价值的化学品(含包装)的处理方法及注意事项。必须指出的是，一种化学品的MSDS中所提供的该药品废弃注意事项和处置方式是针对该危化品自身单质或单一化合物，日常实验中实验废物(液)通常为反应后混合物，不可简单完全照搬某一药品MSDS的方法进行处置。应遵循无机、有机、酸碱、重金属或氧化还原性质实验废弃物分离的原则，暂存于实验废弃物中转库房再由专业公司人员进行处置 [5] 。
4.4. 风险评估、应急预案的编制
在实验室安全体系文件中，实验风险评估与应急预案都是必须建档留存的文件。风险评估中凡是涉及危化品风险的内容应遵循所使用危化品MSDS中第2项危险性概述、第11项毒理学资料中所提供药品的生殖毒性、致畸性、致癌性等毒理学信息进行编写。至于实验室关于化学药品方面的应急预案，则是涉及到的了所使用危化品MSDS中的第4~6项中的急救措施、消防措施、泄露应急处理所提供的现场自救或互救方法、消防器材选用、应急行动、应急人员防护等方面的信息，在编写中可以适当借鉴。
4.5. MSDS二维码在线上教学中的应用
近年来本课题组着力于推进教学实践的线上与线下相结合，大力整合散布于多个平台中的网络教学资源。已将原有数个线上学习系统/平台(问卷星、雨课堂、腾讯会议、学习通)、多个化学类微信公众号、线上考试系统进行功能转移、融合 [6] 。达到线上化学实验课程学习一体化目的，让师生在学习通一个APP内即可完成线上安全知识学习、安全知识考试、准入证颁发、日常实验线上预习、线上学习、线上打卡、线上复习、线上提交实验报告、报告批阅与线上答疑所有内容 [7] 。
当前在化学实验课程的教学实践中，实验安全的重要性提高到了前所未有的高度，实验风险评估从原来的实验指导教师发布，学生选择性阅读，变成了学生每次实验前必须根据当次实验内容进行评估，且体现在实验预习报告中，根据其完成情况给予分数评价的必须完成的考查项。化学品的MSDS查询系统中提供的危化品危险性概述、急救措施、消防措施、泄露应急处理等内容，为学生独立完成实验安全评估提供了极大帮助。此步骤最为直观的效果之一为：对非化学专业的学生而言，在查阅MSDS后，学生们对除强酸、强碱外的危化品开始心存敬畏，危化品的操作越发规范。
在学习通平台上MSDS是以实验课程通知方式发布的，即每次实验教学前一周，将该实验所有药品MSDS以二维码形式发送到学习通APP班级通知中，学生在打开学习通APP时即可第一时间看到推送的消息。推送具体形式与内容详见图4，经两学年的运行，效果理想。
Figure 4. MSDS QR code of ninhydrin provided to the students through online teaching platform
图4. 通过线上教学平台提供给学生的茚三酮MSDS二维码
5. 结语
高校实验教学的智能化、数字化是未来高等教育发展的大势所趋，MSDS的数字化可为所有使用化学品的实验室的师生掌握危化品信息提供便捷 [8] 。为涉及危化品的实验，特别是使用高毒、巨毒危化品的实验，提供一份专业的法律性文件作为背书，提高化学品使用者的安全意识同时还可提高实验人员避险与应急能力。吉林大学化学实验教学示范中心作为国家级教学平台在实践教学平台建设与改革中应起到示范引领作用，MSDS在实验室中数字化应用虽然仅是实验室的智能化建设中的一个环节，但让移动信息技术更好服务于实验室管理与实验教学就是由多个这样的数字化、立体化项目累积而成的。其应用范围包含但不限于化学专业实验室，所有使用化学品的教学与科研实验室都应涵盖在推广范围之内。
基金项目
吉林大学实验技术项目(SYXM2021b024)。
NOTES
*通讯作者。