高校大型儀器實驗平臺開放與管理

陳 皓， 劉海玲， 孫雅潔， 袁 園

(同濟(jì)大學(xué)a.環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院;b.污染控制與資源化研究國家重點實驗室，上海200092)

0 引 言

隨著國家對高等教育日益重視并加大投入，實驗室在高校中對教學(xué)、科研和技術(shù)開發(fā)的支撐作用也日漸明顯。高校實驗室，特別是各類國家重點實驗室和教育部重點實驗室，由于國家和學(xué)校投入大，儀器設(shè)備先進(jìn)，往往是各個學(xué)校的重要科研教育平臺，在國家技術(shù)創(chuàng)新及高校教育、科技創(chuàng)新等工作中發(fā)揮著越來越重要的作用。實驗室開放規(guī)模與管理水平直接影響教學(xué)質(zhì)量和科研水平，甚至還會影響到學(xué)校的學(xué)科發(fā)展和專業(yè)建設(shè)，對實驗室和學(xué)科的長遠(yuǎn)發(fā)展有著舉足輕重的影響［1-2］。

實驗室的使用主體主要是教師，研究人員及科研工作的生力軍研究生。實驗室的使用人員眾多，流動性大，實驗室在運行過程中必須開放與管理并重，安全與靈活兼顧，才能更有效地發(fā)揮基礎(chǔ)服務(wù)作用。

1 健全完善實驗室制度

污染控制與資源化研究國家實驗室得到教育部及學(xué)校的大力支持，擁有數(shù)十臺大型精密儀器設(shè)備，可用于各類常量、痕量及超痕量環(huán)境樣品的定性定量及表征分析。其中色譜類儀器16 臺，質(zhì)譜類儀器8 臺，光譜類儀器17 臺，表征類儀器8 臺，除上述主要儀器設(shè)備外，還有部分小型儀器設(shè)備及相關(guān)的前處理設(shè)備，儀器設(shè)備總資產(chǎn)達(dá)5 000 萬元。這些儀器精密度高，靈敏度好，能準(zhǔn)備分析目前世界關(guān)注的各類環(huán)境熱點污染物質(zhì)，但如果使用或維護(hù)不當(dāng)，不僅容易損壞儀器設(shè)備，更可能導(dǎo)致實驗結(jié)果的偏差甚至錯誤。這些大型儀器設(shè)備所服務(wù)的群體包括學(xué)院師生及部分外學(xué)院研究生，每學(xué)期進(jìn)入實驗室使用儀器的人員達(dá)近300 人。除此之外，實驗室還因分析的需要存放有一定量的壓縮氣體鋼瓶及化學(xué)試劑，面臨著安全管理的壓力。

為了使實驗室順利安全運行，實驗室制定了一系列規(guī)章制度，包括實驗室技術(shù)人員培訓(xùn)制度、實驗室儀器使用制度、實驗室安全制度、實驗室門禁系統(tǒng)管理制度等。有了健全完善的實驗室規(guī)章制度，實驗室運行過程才有章可循有理可依。

2 重視實驗技術(shù)人員的配備與培養(yǎng)

由于受到傳統(tǒng)觀念的影響，實驗室普遍存在工作人員少、任務(wù)重、待遇偏低、工作條件差的情況。大多數(shù)高校至今仍把實驗室工作人員當(dāng)成是教學(xué)輔助人員，實驗室技術(shù)人員不僅晉升難、學(xué)習(xí)進(jìn)修機(jī)會少，工作業(yè)績難以得到肯定。近幾年來，國家及地方財政對科研項目的資助力度加大，平臺內(nèi)的儀器設(shè)備不僅數(shù)量增加明顯，復(fù)雜程度也不斷提升，世界領(lǐng)先的高端型號多，實驗人員的工作難度和強(qiáng)度也隨之增加，同時實驗技術(shù)與管理人員的數(shù)量卻往往沒有擴(kuò)大。實驗平臺普遍存在愿意參與實驗室工作的教師較少，現(xiàn)有實驗技術(shù)人員又面臨著儀器設(shè)備數(shù)量和功能的雙重壓力［3-5］，得不到發(fā)展想跳槽、轉(zhuǎn)崗的不少。

然而，實驗技術(shù)人員在實驗室承擔(dān)著實驗分析重要責(zé)任，在研究生培養(yǎng)中發(fā)揮了重要的作用［6］。實驗平臺的技術(shù)力量是決定實驗室分析水平的主要因素，也是發(fā)揮實驗室功能、提高實驗室效益的關(guān)鍵。對于環(huán)境樣品來說，由于樣品種類繁多，大都基體復(fù)雜，待測物含量差異大，部分污染物濃度超低，更需要具有相關(guān)教育背景、相當(dāng)專業(yè)技能和工作經(jīng)驗的技術(shù)人員來承擔(dān)儀器使用指導(dǎo)及運行維護(hù)工作。為保證分析實驗室的分析質(zhì)量，應(yīng)該把實驗室技術(shù)支撐隊伍的建設(shè)與培養(yǎng)放在重要位置［7］。

目前實驗平臺共有10 名專職技術(shù)人員，其中4 名博士，4 名碩士，其余人員為大學(xué)本科，且均具有分析化學(xué)或環(huán)境科學(xué)的專業(yè)背景，有能力為科研技術(shù)提供實驗數(shù)據(jù)支撐服務(wù)。為了解決工作強(qiáng)度與人員配置的矛盾，盡可能地調(diào)動實驗人員的積極性，平臺在技術(shù)培訓(xùn)及職稱認(rèn)定等多方面給予了技術(shù)人員相應(yīng)的支持與幫助［8］。為穩(wěn)定實驗技術(shù)隊伍解決實驗人員職稱晉升難的問題，結(jié)合校人事處的職稱評定，單列實驗人員的工作考核辦法及職稱評定條件，以減少實驗技術(shù)人員面臨和科研人員競爭高級職稱時的高淘汰率。為提升技術(shù)人員實驗水平，針對具體儀器安排技術(shù)人員定期參加交流、培訓(xùn)與學(xué)習(xí)，支持其參加相關(guān)技術(shù)交流的會議與協(xié)會組織等，使技術(shù)人員能始終保持專業(yè)技能的先進(jìn)性。在全校范圍內(nèi)組建跨院系的技術(shù)人員交流活動小組，定期交流技術(shù)關(guān)鍵及難點問題，定期請專家來學(xué)校舉行專業(yè)講座或技術(shù)指導(dǎo)，拓寬了實驗技術(shù)人員的視野，提高了解決分析技術(shù)難題能力。在時間和條件許可的情況下，鼓勵技術(shù)人員走出校園，到其他相關(guān)研究或生產(chǎn)單位進(jìn)行學(xué)習(xí)先進(jìn)技術(shù)，提高樣品分析水平，進(jìn)行儀器分析方法開發(fā)及儀器硬件革新，發(fā)表相關(guān)論文并申請專利;對在儀器設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)的開發(fā)與創(chuàng)新上有突出貢獻(xiàn)的技術(shù)人員在職稱評定時應(yīng)優(yōu)先考慮。將這些制度與政策落到實處不僅穩(wěn)定技術(shù)人員，吸引高素質(zhì)人員安心從事實驗技術(shù)工作，還能為實驗室攻克科研難題提供堅實的技術(shù)保障。

3 加強(qiáng)儀器設(shè)備管理

平臺儀器設(shè)備種類多使用復(fù)雜，使用人數(shù)多，樣品種類繁多、性質(zhì)不易控制，因此平臺儀器設(shè)備在日常使用、維護(hù)和管理上難度更大。要保證儀器設(shè)備的穩(wěn)定運行和測試結(jié)果的準(zhǔn)確性，平臺優(yōu)質(zhì)服務(wù)是根本，分析質(zhì)量是關(guān)鍵。技術(shù)人員做好儀器設(shè)備的日常使用、維護(hù)保養(yǎng)、維修、校準(zhǔn)及核查，每一臺儀器由專人管理，并建立信息檔案，包括儀器設(shè)備購買信息、安裝驗收情況、培訓(xùn)計劃、使用記錄、維護(hù)保養(yǎng)記錄、故障維修記錄、校正安排及記錄等［9］。

定期校準(zhǔn)儀器，對實驗室日常監(jiān)測實施質(zhì)量控制是保證分析質(zhì)量的基本手段。質(zhì)量控制根據(jù)儀器特點定時定期進(jìn)行，有些儀器要求每天校準(zhǔn)，有些儀器可每周或每月進(jìn)行相關(guān)檢測，當(dāng)對測量結(jié)果產(chǎn)生懷疑、平行樣品之間偏差較大時則應(yīng)立即進(jìn)行校準(zhǔn)。質(zhì)量控制的內(nèi)容包括空白測試、平行樣品測試、參考物質(zhì)驗證測試、加標(biāo)回收率測試等。實驗可以使用儀器廠家提供的標(biāo)準(zhǔn)品、質(zhì)控樣品或標(biāo)準(zhǔn)樣品，校準(zhǔn)時不僅要注意儀器本身的性能指標(biāo)還要考察標(biāo)準(zhǔn)樣品的偏差和重現(xiàn)性，通過參考物質(zhì)的質(zhì)量控制圖來發(fā)現(xiàn)實驗測試結(jié)果中可能存在的問題，并進(jìn)行原因分析，采取糾正、糾正措施或預(yù)防措施。只有當(dāng)所有指標(biāo)均符合相關(guān)要求時，才能正常開放。

儀器的日常使用過程中注重定期維護(hù)。由于環(huán)境樣品種類多，基體復(fù)雜，樣品分析對儀器的污染相對更大一些。為保證測試結(jié)果的穩(wěn)定準(zhǔn)確可靠，儀器使用過程中制定詳細(xì)的維護(hù)校準(zhǔn)計劃，盡量縮短維護(hù)周期，定期校準(zhǔn)儀器。加強(qiáng)儀器維護(hù)可大幅度減少儀器損壞率，降低維修成本。

4 完善儀器使用制度

為維護(hù)實驗室安全、保障科研工作的順利進(jìn)行，規(guī)范平臺開放儀器的管理及使用十分重要。作為開放實驗室，除特殊儀器設(shè)備外，大部分儀器設(shè)備都可以由申請人直接使用，這對管理工作提出了更高的要求。為此，實驗室建立了包括儀器申請制度、儀器使用收費制度、儀器使用注意事項等在內(nèi)的一系列的既嚴(yán)格又人性化的管理制度。

(1)實驗室人員準(zhǔn)入及培訓(xùn)制度。每一位進(jìn)入實驗室使用儀器的人員首先要通過安全考試，了解實驗室安全隱患及處理處置方法。安全考試通過后可根據(jù)研究需要選擇合適的儀器設(shè)備，遞交相應(yīng)的儀器使用申請表。儀器負(fù)責(zé)老師根據(jù)申請情況對申請人進(jìn)行樣品預(yù)處理、儀器原理、結(jié)構(gòu)、操作、軟件使用的詳細(xì)培訓(xùn)。培訓(xùn)合格的同學(xué)方可進(jìn)入實驗室使用儀器。申請人在使用儀器時應(yīng)嚴(yán)格遵循實驗室各項規(guī)章制度及儀器使用操作規(guī)程，根據(jù)儀器使用要求處理樣品，如有違反根據(jù)情節(jié)嚴(yán)重情況作出相應(yīng)處罰。學(xué)生能獨立使用儀器后憑門禁卡進(jìn)出實驗室、專人專用，不得轉(zhuǎn)借。

(2)實驗室儀器開放安排。實驗室常規(guī)儀器設(shè)備開放時間為工作日，但有些樣品分析時間較長，有些儀器使用人數(shù)較多，多種原因可能會導(dǎo)致出現(xiàn)無法按時完成樣品分析的情況。為了盡可能滿足科研分析需要，實驗室將儀器分為兩大類:①常溫常壓不使用危險氣體的儀器，這類儀器對能熟練使用儀器的人員工作日可延至晚上10 點，周末也可以根據(jù)具體預(yù)約情況開放，但需辦理相關(guān)延時申請手續(xù);②屬于高溫高壓儀器或操作特別復(fù)雜的超大型精密儀器，則限于工作日使用。這樣即保證了實驗室的安全運轉(zhuǎn)，又提高了儀器的使用效率便于優(yōu)化資源配置。

5 合理對外開放與收費管理

為提高科研質(zhì)量和科研效率，國家在大型儀器上投入了大量的財力。如何管好用好現(xiàn)有的儀器設(shè)備，充分發(fā)揮使用效能提高利用率是儀器平臺管理與發(fā)展所面臨的重要問題之一［10-11］。

(1)加強(qiáng)對外開放。結(jié)合平臺實際情況，在滿足日常教學(xué)和本院教師研究生科研任務(wù)的情況下，平臺20 萬元以上大型精密儀器設(shè)備均實現(xiàn)對外開放和資源共享。對外開放可以有效打破誰買誰管誰管誰用的框框，讓平臺創(chuàng)造最大的社會效益和科研生產(chǎn)力。平臺開放的對象包括外學(xué)院師生及校外單位。凡共享儀器均通過學(xué)校設(shè)備處的共享平臺對外公開相關(guān)信息。通過共享平臺可以完成查詢、委托、費用計算、預(yù)約、結(jié)算等相關(guān)手續(xù)。網(wǎng)絡(luò)集中化管理，不僅可以大幅度提高儀器的開機(jī)率、利用率，還可以避免由于信息不暢導(dǎo)致的重復(fù)購置［12］。

(2)實施有償使用。經(jīng)過多年的實踐和摸索，平臺儀器開放實現(xiàn)了從無償使用向有償服務(wù)的轉(zhuǎn)變。無償開放時，儀器只有本院師生可以使用，所有儀器及耗材均由實驗出資。這種情況下，雖然師生可以最大限度地節(jié)約科研消耗，但實驗室資源卻存在嚴(yán)重的浪費現(xiàn)象，重復(fù)測樣、不安規(guī)定使用儀器等現(xiàn)象時有發(fā)生，儀器故障率也較高。采用有償服務(wù)后，師生的責(zé)任感加強(qiáng)，資源浪費現(xiàn)象也大大緩解。有償使用，并不意味著高收費亂收費。根據(jù)儀器的使用成本、操作復(fù)雜程度、送樣分析或自行分析、教學(xué)使用或科研使用、本院使用或外院送樣、樣品預(yù)處理程序等情況分別制定不同的收費標(biāo)準(zhǔn)。為鼓勵本院教職工，推動學(xué)院科研發(fā)展，本院研究生使用收費甚至低于儀器的開機(jī)成本，不足時由實驗室運行經(jīng)費補(bǔ)足;外學(xué)院送樣收費較高，但可以得到學(xué)校實驗設(shè)備科的部分資助。在國家對科研平臺運行經(jīng)費支持的情況下，儀器收費制度可以制定得更為靈活，讓科研工作者得到真正的實惠，讓科研經(jīng)費相對較為緊張的中青年后備科研力量能夠有條件開展實驗工作。有償服務(wù)，不僅有利于開拓科研潛力，還可以擴(kuò)大實驗室資金來源，解決維修經(jīng)費緊張問題，使實驗室運轉(zhuǎn)步入良性循環(huán)。

6 重視安全完善安全管理體系

平臺實驗室由于規(guī)模較大，成為設(shè)備密集、人員密集、技術(shù)密集的綜合性科研基地，自然也成為安全問題密集的區(qū)域［13-15］。實驗室部分設(shè)備需要高溫、高壓、微波輻射等特殊條件，存有各種化學(xué)藥品、易燃易爆物品、劇毒化學(xué)品及生物實驗品，實驗過程會產(chǎn)生廢氣、廢液、廢渣。如何處理這一系列的安全問題，保障實驗室的安全運行，是實驗室工作的重中之重。

(1)加強(qiáng)實驗室安全監(jiān)管。首先制定了一系列安全制度內(nèi)容全面，涉及各類安全、各類人員的安全及各個場地的安全。具體包括門禁卡管理、安全培訓(xùn)與考試、實驗室準(zhǔn)入制度、儀器使用人責(zé)任須知、延時使用儀器申請辦法、節(jié)假日周末使用儀器申請辦法、定期安檢制度、高壓設(shè)備檢查制度、廢液廢渣管理辦法、危險品管理辦法等。根據(jù)以人為本、預(yù)防為主的原則，制定的規(guī)章制度責(zé)任到人、全面落實、嚴(yán)格執(zhí)行。

(2)安全設(shè)施配套。改善實驗室安全配套，規(guī)范實驗室的水、電、氣的使用。每臺儀器設(shè)備都配備帶斷電保護(hù)開關(guān)的穩(wěn)壓電源，以免斷電后突然來電導(dǎo)致儀器硬件的損壞。逐步建立氣體鋼瓶室，對實驗室儀器進(jìn)行統(tǒng)一供氣，特別對易燃易爆氣體有嚴(yán)格的管理使用制度。建立專門的廢液廢渣存放區(qū)域，并定期分類交給相關(guān)資質(zhì)單位處理處置。

7 結(jié) 語

通過幾年來的改革實踐，高校實驗室平臺管理與高效運轉(zhuǎn)是一項復(fù)雜的系統(tǒng)課題。從國家實驗室的改革與發(fā)展看，實驗室平臺應(yīng)該更新觀念，以學(xué)生為本，以實驗室安全為基本保障，以科研發(fā)展為動力，以提供安全穩(wěn)定快捷的服務(wù)為責(zé)任，以激勵實驗室工作人員發(fā)揮主觀能動性為推手，以實驗室資源利用最大化為目標(biāo)逐步實現(xiàn)科學(xué)化規(guī)范化運轉(zhuǎn)。

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