生命科學學科儀器共享平臺的特色與管理模式

馮倩倩, 趙 敏, 靳 嬌, 潘 勛

(1. 清華大學 生命科學學院, 北京 100084； 2. 清華大學 生物醫學測試中心, 北京 100084；3. 清華大學 生命科學聯合中心, 北京 100084)

生命科學學科儀器共享平臺的特色與管理模式

馮倩倩1,2, 趙 敏1,3, 靳 嬌1,2, 潘 勛1,2

(1. 清華大學 生命科學學院, 北京 100084； 2. 清華大學 生物醫學測試中心, 北京 100084；3. 清華大學 生命科學聯合中心, 北京 100084)

清華大學根據學科布局與發展的需要,先后建設了10個面向全校開放服務的公共科研平臺,為科學研究與人才培養提供了技術支撐與服務。由于校級平臺資源配置的局限性,時常遇到設備機時緊張、預約困難、維護資金不足等問題；而且,校級平臺一般較少配置專業性較強的大型設備。針對上述情況,在清華大學—北京大學生命科學聯合中心的資助下,生命科學學院于2011年開始建設重點服務于生命學科的儀器共享平臺。在平臺建設與運行管理實踐中,逐步形成了儀器共享平臺的特色與管理模式。

生命科學； 儀器共享平臺； 管理模式

進入21世紀以來,生命科學延續了自上個世紀中葉以來的迅猛發展勢頭。在2015年,美國《科學》雜志評選的年度10大科學發現中,生命學科相關領域占據6項,而CRISPR基因組編輯技術更是當選為頭號突破,這從一個側面反映了生命科學在當代科學發展與社會經濟中的地位與重要性。從“985工程”一期開始,清華大學一直把生命學科作為重點支持和優先發展的學科,2008年以來,清華大學在生命學科陸續建設了3個校級公共科研條件平臺(簡稱校級平臺),包括生物醫學測試中心(簡稱測試中心)、實驗動物中心和蛋白質研究技術中心(簡稱蛋白質中心),為生命學科發展提供先進的研究手段和高水平的技術支撐。2015年,在實施《統籌推進世界一流大學和一流學科建設總體方案》[1]行動中,清華大學生命學科也承載著建設一流大學、創建一流學科、培養一流人才和支撐原始創新、服務經濟社會的重要使命。

一流學科建設離不開先進的科研儀器平臺,先進的科研儀器平臺更需要先進的管理模式,以保障科研儀器充分發揮應有的使用效益。本文針對共享儀器平臺建設管理中存在的問題,結合我校生命科學學院共享儀器平臺的建設管理經驗,提出了高校共享儀器平臺特色管理模式。

1 校級平臺基本情況

測試中心、實驗動物中心和蛋白質中心作為校級平臺,其核心任務是支撐清華大學科學研究,服務人才培養,為生命、醫學及相關學科建設和發展提供高水平的設備設施條件和研究手段。校級平臺在建設過程中對管理模式進行了深入的改革探索,提出了許多非常有代表性的創新型管理模式,如公共科研平臺崗位設置與考評流動機制[2]、公共科研平臺技術隊伍建設與人員管理模式[3]、公共科研平臺事業編制與非事業編制人員趨同管理辦法[4]等。

由于校級平臺資源配置的局限性,校級平臺也時常會遇到一些困難,如測試中心細胞平臺的激光共聚焦顯微鏡機時非常緊張,年有效使用機時達3 700 h,造成校內生命學科用戶預約十分困難。隨著跨學科研究影響的擴大和作用的凸顯[5],物理、化學、材料、機械、航天和信息等學科與生命科學的交叉研究越來越普遍,使得生命學科校級平臺測試服務的壓力越來越大。另外,高等院校的公共科研平臺普遍存在著大型儀器維護資金不足的困難,甚至影響了大型設備的開放服務[6-8]。除此之外,校級平臺主要面向全校提供服務,一般較少配置專業性較強的大型設備,使得部分生命學科用戶只能到校外進行測試服務。

2 共享儀器平臺建設

2.1 建設思路

針對生命學科校級平臺資源配置的局限性,清華大學—北京大學生命科學聯合中心(以下簡稱生命中心)于2011年開始著手建立一個重點服務于生命學科的共享儀器平臺,作為對校級平臺的一個補充和完善,預期在一定程度上解決校級平臺所面臨的問題。共享儀器平臺是一個綜合型的平臺,由生命中心資助,包括實驗室建設、設備資源配置、儀器維護保養等。在建設思路上,既要避免配置使用效率低的設備，又要增加使用率居高不下的設備臺套數[9],借此緩解校級平臺部分設備預約困難的矛盾。在資源配置上,共享儀器平臺依托生命科學學院,重點服務于生命學科,購置專業性較強的大型儀器設備,如細胞代謝呼吸儀、微生物分選儀等,在一定程度上彌補了校級平臺的短板。在運行管理上,共享儀器平臺隸屬于測試中心,在執行大型公用設備開放服務制度的基礎上,生命及醫學學科享有優先使用權；小型共享儀器對生命、醫學學科免費使用,形成了共享儀器平臺的特色與管理模式。

2.2 平臺資源

共享儀器平臺通過充分利用生命中心的項目管理優勢,根據生命學科發展規劃,最大限度地滿足教授實驗室對設備設施的普遍需求和特殊要求,重點面向生命及醫學學科提供高水平的、規范的技術服務。共享儀器平臺建設主要有2部分,一是40萬元以上有償使用的大型公用設備,二是40萬元以下免費使用的小型共享儀器。大型公用設備的配置需要3個及以上實驗室提出使用需求,經過調研、分析現有同類設備使用情況后,進行大型設備采購可行性論證,再經生命中心學術委員會審議通過后,報生命中心負責人審批,審批通過后才能列入采購計劃。小型共享儀器主要配置10～40萬元的實驗室常用儀器,在方便生命學科實驗室免費使用的同時,引導實驗室減少儀器重復購置現象。截至2015年底,共享儀器平臺擁有儀器設備24臺,總價值1 423萬元。其中,大型公用設備6臺,包括2臺正置激光共聚焦顯微鏡、1臺倒置激光共聚焦顯微鏡、1臺微生物流式細胞分選儀和2臺流式細胞分析儀；小型共享儀器18臺,包括4臺熒光定量PCR儀、3臺超速離心機、1臺酶標儀、1臺分子成像儀、1臺凍干機、1臺體式鏡等,均為全日制開放設備。

2.3 建設成效

共享儀器平臺的建設進一步優化了儀器設備的資源配置,提高了大型儀器的使用效率,促進了生命學科的快速發展。自2012年9月共享儀器平臺開放服務至今,已連續3年獲得清華大學實驗室與設備處大型儀器使用效益獎,如Zeiss LSM780倒置激光共聚焦顯微鏡分別獲得第二十九屆“清華大學大型儀器設備使用效益一等獎”、第二十七屆和第二十八屆“清華大學大型儀器設備使用效益二等獎”；Leica TCS SP5激光共聚焦顯微鏡連續獲得第二十七屆至第二十九屆“清華大學大型儀器設備使用效益三等獎”等。其中,2014年Zeiss LSM780倒置激光共聚焦顯微鏡年累計有效服務機時達到4 200 h,獲得“清華大學生命學科校級平臺優秀機組獎”。近幾年,生命學院及醫學院相關課題組依托共享儀器平臺技術支撐發表SCI論文278篇,其中包括Science、Nature、Cell等頂級期刊的學術文章。

3 共享儀器平臺的管理模式

3.1 平臺結構

共享儀器平臺具有較強的專業性,根據儀器設備的功能和服務方向,將平臺劃分為光學顯微鏡機組、流式細胞儀機組和小型共享儀器機組,構建了一套完整的技術服務體系。光學顯微鏡機組和流式細胞儀機組均配備專門的技術人員負責輔助操作、用戶培訓及日常維護,每個機組均設有機組負責人,負責監控儀器的服務狀態和測試情況；小型共享儀器機組由光鏡機組人員兼管,負責小型儀器的日常管理、培訓、維護等工作。

(1) 光學顯微鏡機組。該機組包含1臺Zeiss LSM780倒置激光共聚焦顯微鏡、1臺Zeiss LSM780正置激光共聚焦顯微鏡和1臺Leica TCS SP5正置激光共聚焦顯微鏡,每臺激光共聚焦顯微鏡的配置有所不同,以滿足不同用戶對儀器設備的不同要求。

(2) 流式細胞儀機組。該機組包含1臺BD AriaSOPR 流式細胞分選儀,主要用于分選原核及真核微生物等；1臺BD Fortessa多維流式細胞分析儀,可用于做14色16參數的多色樣品免疫分析；1臺BD Calibur流式細胞分析儀,用于做簡單的4色分析和細胞周期檢測等。在設備配置上充分考慮了不同的應用方向,以滿足不同實驗對設備的需求。

(3) 小型共享儀器機組。該機組主要是由學生自主操作的儀器組成,包含4臺實時熒光定量PCR儀,涵蓋Biorad、Roche和ABI不同廠家的不同配置儀器,基本滿足了大部分用戶對RT-PCR的要求；3臺Beckman J-26 XP高速冷凍、L-80 XP超速、MAX-XP超高速離心機,滿足了不同樣品對儀器的需求；同時,還包含1臺Thermo VARIOSKAN FLASH酶標儀、1臺GE LAS4000分子成像儀、1臺CHRIST Alpha1-2LDplus凍干機、1臺Zeiss CL6000體視鏡等常規使用儀器,滿足了絕大多數常規實驗的需求,是對大型儀器設備的重要補充。

3.2 儀器預約

共享儀器平臺的大型公用設備統一納入測試中心的網上預約系統。校內用戶和校外用戶都可以通過網上預約系統注冊實名制賬戶,經相關負責人審核通過后可以自助預約儀器,一人一賬戶且賬戶僅限本人使用。除了網上預約方式之外,用戶還可以通過郵件預約、電話預約或者現場預約的方式確定儀器使用時間。如有特殊要求或加急測試,用戶可以提前與相關儀器負責人溝通,由平臺提供一對一服務或加急服務。預約通過后,用戶如遇特殊情況無法按時使用儀器,可以提前取消預約。

共享儀器平臺對已經取得獨立上機資質的校內用戶采用自助式預約使用模式,即自行網上預約、門禁指紋驗證、自主上機操作完成測試。這種模式不僅讓學生掌握了大型儀器的工作原理、使用性能和操作方法,提高了研究生的技能,還減輕了平臺技術人員的輔助測試工作量。同時,更有力地促進了大型儀器的開放使用,提高了大型設備的使用效率[10]。對于校外用戶,平臺一般采用輔助操作或送樣測試的服務模式,使用時間原則上安排在工作時間。

3.3 技術培訓

共享儀器平臺不僅是一個測試服務型的儀器平臺,同時還是一個培養學生的技術型平臺。借鑒國外管理培訓的經驗[11],為使學生用戶能夠掌握儀器的操作、功能、應用和新技術,在完成測試服務的同時,共享儀器平臺經常性對用戶進行培訓,包括定期基礎培訓、獨立操作資格培訓、高級應用培訓、高級技術講座等。經過培訓并取得獨立操作儀器資格的用戶可以預約任何一個時間段,實現了設備的24 h全天候服務。

光學顯微鏡機組和流式細胞儀機組每兩周組織一次常規應用操作培訓,考核通過的用戶給予常規應用操作權限,每學期約有60人被授權自主操作儀器。除此之外,平臺每學期還會聯合設備廠商、邀請設備專家共同舉辦各種類型的高級應用培訓班,如Zeiss激光共聚焦顯微鏡高級應用培訓班、BD流式細胞術系列講座、Seahorse細胞代謝呼吸儀理論培訓等,受到全校師生的歡迎。小型共享儀器機組每周組織一次培訓,考核通過的用戶可以自主使用儀器。同時,平臺也會邀請相關設備制造商不定期到平臺介紹儀器的新進展、新功能、新技術和新動態,以滿足更多生命學科用戶對新技術應用的需求。技術培訓工作是平臺儀器自助模式的核心環節,培訓效果的好壞直接影響儀器自助使用的效果,同時,技術培訓也是清華大學對學生培養非常重要的課堂。

工欲善其事,必先利其器。只有高水平的專業技術人員才能開發和挖掘大型儀器的功能,使儀器更好地服務于科研[12]。特別在生命科學的快速發展階段,技術方法不斷升級改進,公共平臺技術人員的知識更新和技術培訓顯得尤為重要。近幾年來,共享儀器平臺技術人員除了積極參加相關儀器公司來校進行的專題技術培訓外,還積極參與依托平臺開設的大型儀器實驗課程,到生命學科相關實驗室交流學習。同時,平臺還派出相關技術人員參加各類專項技術培訓,并取得相應的技術資格證書。

3.4 管理系統

共享儀器平臺的建設目標是建成全日制開放的平臺,即全年不分節假日24小時向用戶開放。實施儀器設備的網絡信息化管理,實現網上查詢和預約,是實現全面、全時開放的關鍵。

(1) 設備管理系統。共享儀器平臺的網絡預約管理系統包括配置查詢、使用預約、使用反饋、使用記錄、狀態記錄、培訓授權等幾個模塊。通過預約系統實現了網上查詢、在線預約、實時監控、故障報警等功能,通過對儀器設備使用的動態管理,提高了儀器設備的使用效益,滿足了共享儀器平臺的管理需要,為用戶提供了便捷的信息化服務。

(2) 人員管理系統。共享儀器平臺實驗室安裝了門禁系統,只有獲得了獨立上機資質能夠獨立操作的用戶,才能獲得非工作時間進出平臺實驗室的門禁權限；未獲得獨立上機操作資格者,只能在工作時間,在平臺工作人員指導下使用儀器。共享儀器平臺采用指紋錄入的方式為用戶開通門禁權限,個人專用,不支持多人共享。每學期管理員會根據儀器的使用情況清理門禁權限,及時解除離校學生或獨立上機資格失效用戶的權限,保證了實驗室安全和公共儀器的穩定運行。

3.5 收費標準

共享儀器平臺只有光學顯微鏡和流式細胞儀屬于收費儀器。在充分調研同類設備在校內外的收費水平的基礎上,平臺主要依據設備的性能、用途、耗材、上機時間、人工費用及相關間接成本等因素提出建議收費標準,經平臺專家指導委員會論證后,報學校收費審核小組審定和主管部門審批后執行。光學顯微鏡和流式細胞儀等大型公用設備對所有校內用戶實行價格優惠,生命學科用戶享有優先使用權。小型共享儀器對生命學科用戶免費,對其他用戶根據儀器不同收取少許費用,滿足了生命學科及相關學科用戶常規實驗的需求。所有儀器對校內安排的培訓和教學用機時一律免費開放使用。

共享儀器平臺收費統一管理,非盈利,以收支基本平衡為原則。服務收入主要用于日常運行開支,支付零配件及維修費、水電費及房屋使用費、耗材、培訓、差旅、辦公、相關人員的薪酬及獎勵等。大型公用設備的維護保養費用由生命中心按照年度預算資助。

3.6 規章制度

共享儀器平臺建立了一系列的大型儀器設備管理制度,包括 “平臺開放服務管理規定” “平臺實驗室安全管理制度” “平臺預約管理和違約處理規定” “平臺收費管理辦法”等。制度的建立有效改善了儀器設備的維護保養狀況和實驗室環境,完善了實驗室安全措施,使大型儀器設備的管理做到了有章可循,從而更有效地發揮其使用效益,為教學、科研和儀器設備開放共享提供一個良好、有序的環境和保障。

4 結語

隨著國家“雙一流”建設的啟動,高校中大型儀器資產數量和總價值越來越高,管理人員還應不斷學習、不斷總結、迎接挑戰,力爭建設出世界一流的儀器共享平臺。堅持為教學服務、為科研服務、為社會服務的原則,切實發揮大型儀器的最大功能與效益,為世界一流學科建設做出貢獻。

References)

[1] 國務院. 關于印發統籌推進世界一流大學和一流學科建設總體方案的通知:國發[2015]64號[Z]. 2015.

[2] 潘勛,師亞敏,常在,等.公共科研平臺崗位設置與考評流動機制的實踐與思考[J].實驗技術與管理, 2015,32(7):1-4.

[3] 師亞敏,潘勛.公共科研平臺技術隊伍建設與人員管理的實踐與思考[J].實驗技術與管理, 2015,32(9):233-235.

[4] 潘勛,師亞敏,常在,等.公共科研平臺事業編制與非事業編制人員趨同管理的實踐與思考[J].實驗技術與管理, 2016,33(2):208-211.

[5] 陳其榮.諾貝爾自然科學獎與跨學科研究[J].上海大學學報(社會科學版), 2009, 16(5):146-149.

[6] 陳麗潔,豐佳雯,鄭蒙雨,等.高校大型儀器平臺建設與共享模式探討[J].中國教育技術裝備, 2014(24):35-37.

[7] 鄒鑫.大型儀器設備檔案管理存在的問題及對策[J].中國高?？萍?2011(11):22-23.

[8] 孫燕,任濤,王衛東.生物學“功能性實驗儀器平臺”建設的探索[J].高校實驗室工作研究, 2015(4):143-145.

[9] 付強,王志強,朱平川.生命科學大型儀器平臺建設探索與實踐[J].實驗科學與技術,2012, 10(3):175-177.

[10] 魯偉,李莉,胡穎.生物實驗室儀器設備的管理與共享[J].實驗科學與技術, 2011,9(1):158-160.

[11] 畢衛民.學習國外先進經驗推進高校大型儀器共享平臺建設[J].實驗室研究與探索, 2011,30(10).258-261.

[12] 王穎梅.淺談高校大型儀器平臺建設與共享模式構建[J].新西部旬刊, 2015(10):96-96.

Characteristics and management mode of instrument sharing platform for Life Sciences discipline

Feng Qianqian1,2, Zhao Min1,3, Jin Jiao1,2, Pan Xun1,2

(1. School of Life Sciences, Tsinghua University, Beijing 100084, China; 2. Biomedical Testing Center, Tsinghua University, Beijing 100084, China； 3. Joint Center for Life Sciences, Tsinghua University, Beijing 100084, China)

According to the need of layout and development of disciplines, Tsinghua University has established ten public research platforms for all the users in the university. These platforms provide technical support and services for the scientific research and talent cultivation. However, due to the limited resource allocation, the platforms have many problems such as the tense use of equipment hours, difficulty in booking, insufficient maintenance funds, etc. Besides, these platforms are seldom equipped with the professional and large-scale equipment. To solve these problems, School of Life Sciences started the construction of the instrument sharing platform in 2011, which provides the key service to life sciences. This platform is funded by Tsinghua University―Peking University Joint Center for Life Sciences (TPCLS). During the platform construction and operation, the management mode and its characteristics for the instrument sharing platform are gradually formed.

life sciences; instrument sharing platform; management mode

10.16791/j.cnki.sjg.2017.02.065

2016-10-08

馮倩倩(1963—),女,河北南坡,碩士,工程師,主要從事共享平臺儀器使用、維護與管理工作

E-mail：changpinglv@sina.com

潘勛(1963—),男,河北清苑,碩士,研究員,主要從事科研平臺建設與管理工作.

E-mail：panx@biomed.tsinghua.edu.cn

G642

A

1002-4956(2017)2-0250-04