生命科学学科仪器共享平台的特色与管理模式

冯倩倩, 赵 敏, 靳 娇, 潘 勋

(1. 清华大学 生命科学学院, 北京 100084； 2. 清华大学 生物医学测试中心, 北京 100084；3. 清华大学 生命科学联合中心, 北京 100084)

生命科学学科仪器共享平台的特色与管理模式

冯倩倩1,2, 赵 敏1,3, 靳 娇1,2, 潘 勋1,2

(1. 清华大学 生命科学学院, 北京 100084； 2. 清华大学 生物医学测试中心, 北京 100084；3. 清华大学 生命科学联合中心, 北京 100084)

清华大学根据学科布局与发展的需要,先后建设了10个面向全校开放服务的公共科研平台,为科学研究与人才培养提供了技术支撑与服务。由于校级平台资源配置的局限性,时常遇到设备机时紧张、预约困难、维护资金不足等问题；而且,校级平台一般较少配置专业性较强的大型设备。针对上述情况,在清华大学—北京大学生命科学联合中心的资助下,生命科学学院于2011年开始建设重点服务于生命学科的仪器共享平台。在平台建设与运行管理实践中,逐步形成了仪器共享平台的特色与管理模式。

生命科学； 仪器共享平台； 管理模式

进入21世纪以来,生命科学延续了自上个世纪中叶以来的迅猛发展势头。在2015年,美国《科学》杂志评选的年度10大科学发现中,生命学科相关领域占据6项,而CRISPR基因组编辑技术更是当选为头号突破,这从一个侧面反映了生命科学在当代科学发展与社会经济中的地位与重要性。从“985工程”一期开始,清华大学一直把生命学科作为重点支持和优先发展的学科,2008年以来,清华大学在生命学科陆续建设了3个校级公共科研条件平台(简称校级平台),包括生物医学测试中心(简称测试中心)、实验动物中心和蛋白质研究技术中心(简称蛋白质中心),为生命学科发展提供先进的研究手段和高水平的技术支撑。2015年,在实施《统筹推进世界一流大学和一流学科建设总体方案》[1]行动中,清华大学生命学科也承载着建设一流大学、创建一流学科、培养一流人才和支撑原始创新、服务经济社会的重要使命。

一流学科建设离不开先进的科研仪器平台,先进的科研仪器平台更需要先进的管理模式,以保障科研仪器充分发挥应有的使用效益。本文针对共享仪器平台建设管理中存在的问题,结合我校生命科学学院共享仪器平台的建设管理经验,提出了高校共享仪器平台特色管理模式。

1 校级平台基本情况

测试中心、实验动物中心和蛋白质中心作为校级平台,其核心任务是支撑清华大学科学研究,服务人才培养,为生命、医学及相关学科建设和发展提供高水平的设备设施条件和研究手段。校级平台在建设过程中对管理模式进行了深入的改革探索,提出了许多非常有代表性的创新型管理模式,如公共科研平台岗位设置与考评流动机制[2]、公共科研平台技术队伍建设与人员管理模式[3]、公共科研平台事业编制与非事业编制人员趋同管理办法[4]等。

由于校级平台资源配置的局限性,校级平台也时常会遇到一些困难,如测试中心细胞平台的激光共聚焦显微镜机时非常紧张,年有效使用机时达3 700 h,造成校内生命学科用户预约十分困难。随着跨学科研究影响的扩大和作用的凸显[5],物理、化学、材料、机械、航天和信息等学科与生命科学的交叉研究越来越普遍,使得生命学科校级平台测试服务的压力越来越大。另外,高等院校的公共科研平台普遍存在着大型仪器维护资金不足的困难,甚至影响了大型设备的开放服务[6-8]。除此之外,校级平台主要面向全校提供服务,一般较少配置专业性较强的大型设备,使得部分生命学科用户只能到校外进行测试服务。

2 共享仪器平台建设

2.1 建设思路

针对生命学科校级平台资源配置的局限性,清华大学—北京大学生命科学联合中心(以下简称生命中心)于2011年开始着手建立一个重点服务于生命学科的共享仪器平台,作为对校级平台的一个补充和完善,预期在一定程度上解决校级平台所面临的问题。共享仪器平台是一个综合型的平台,由生命中心资助,包括实验室建设、设备资源配置、仪器维护保养等。在建设思路上,既要避免配置使用效率低的设备，又要增加使用率居高不下的设备台套数[9],借此缓解校级平台部分设备预约困难的矛盾。在资源配置上,共享仪器平台依托生命科学学院,重点服务于生命学科,购置专业性较强的大型仪器设备,如细胞代谢呼吸仪、微生物分选仪等,在一定程度上弥补了校级平台的短板。在运行管理上,共享仪器平台隶属于测试中心,在执行大型公用设备开放服务制度的基础上,生命及医学学科享有优先使用权；小型共享仪器对生命、医学学科免费使用,形成了共享仪器平台的特色与管理模式。

2.2 平台资源

共享仪器平台通过充分利用生命中心的项目管理优势,根据生命学科发展规划,最大限度地满足教授实验室对设备设施的普遍需求和特殊要求,重点面向生命及医学学科提供高水平的、规范的技术服务。共享仪器平台建设主要有2部分,一是40万元以上有偿使用的大型公用设备,二是40万元以下免费使用的小型共享仪器。大型公用设备的配置需要3个及以上实验室提出使用需求,经过调研、分析现有同类设备使用情况后,进行大型设备采购可行性论证,再经生命中心学术委员会审议通过后,报生命中心负责人审批,审批通过后才能列入采购计划。小型共享仪器主要配置10～40万元的实验室常用仪器,在方便生命学科实验室免费使用的同时,引导实验室减少仪器重复购置现象。截至2015年底,共享仪器平台拥有仪器设备24台,总价值1 423万元。其中,大型公用设备6台,包括2台正置激光共聚焦显微镜、1台倒置激光共聚焦显微镜、1台微生物流式细胞分选仪和2台流式细胞分析仪；小型共享仪器18台,包括4台荧光定量PCR仪、3台超速离心机、1台酶标仪、1台分子成像仪、1台冻干机、1台体式镜等,均为全日制开放设备。

2.3 建设成效

共享仪器平台的建设进一步优化了仪器设备的资源配置,提高了大型仪器的使用效率,促进了生命学科的快速发展。自2012年9月共享仪器平台开放服务至今,已连续3年获得清华大学实验室与设备处大型仪器使用效益奖,如Zeiss LSM780倒置激光共聚焦显微镜分别获得第二十九届“清华大学大型仪器设备使用效益一等奖”、第二十七届和第二十八届“清华大学大型仪器设备使用效益二等奖”；Leica TCS SP5激光共聚焦显微镜连续获得第二十七届至第二十九届“清华大学大型仪器设备使用效益三等奖”等。其中,2014年Zeiss LSM780倒置激光共聚焦显微镜年累计有效服务机时达到4 200 h,获得“清华大学生命学科校级平台优秀机组奖”。近几年,生命学院及医学院相关课题组依托共享仪器平台技术支撑发表SCI论文278篇,其中包括Science、Nature、Cell等顶级期刊的学术文章。

3 共享仪器平台的管理模式

3.1 平台结构

共享仪器平台具有较强的专业性,根据仪器设备的功能和服务方向,将平台划分为光学显微镜机组、流式细胞仪机组和小型共享仪器机组,构建了一套完整的技术服务体系。光学显微镜机组和流式细胞仪机组均配备专门的技术人员负责辅助操作、用户培训及日常维护,每个机组均设有机组负责人,负责监控仪器的服务状态和测试情况；小型共享仪器机组由光镜机组人员兼管,负责小型仪器的日常管理、培训、维护等工作。

(1) 光学显微镜机组。该机组包含1台Zeiss LSM780倒置激光共聚焦显微镜、1台Zeiss LSM780正置激光共聚焦显微镜和1台Leica TCS SP5正置激光共聚焦显微镜,每台激光共聚焦显微镜的配置有所不同,以满足不同用户对仪器设备的不同要求。

(2) 流式细胞仪机组。该机组包含1台BD AriaSOPR 流式细胞分选仪,主要用于分选原核及真核微生物等；1台BD Fortessa多维流式细胞分析仪,可用于做14色16参数的多色样品免疫分析；1台BD Calibur流式细胞分析仪,用于做简单的4色分析和细胞周期检测等。在设备配置上充分考虑了不同的应用方向,以满足不同实验对设备的需求。

(3) 小型共享仪器机组。该机组主要是由学生自主操作的仪器组成,包含4台实时荧光定量PCR仪,涵盖Biorad、Roche和ABI不同厂家的不同配置仪器,基本满足了大部分用户对RT-PCR的要求；3台Beckman J-26 XP高速冷冻、L-80 XP超速、MAX-XP超高速离心机,满足了不同样品对仪器的需求；同时,还包含1台Thermo VARIOSKAN FLASH酶标仪、1台GE LAS4000分子成像仪、1台CHRIST Alpha1-2LDplus冻干机、1台Zeiss CL6000体视镜等常规使用仪器,满足了绝大多数常规实验的需求,是对大型仪器设备的重要补充。

3.2 仪器预约

共享仪器平台的大型公用设备统一纳入测试中心的网上预约系统。校内用户和校外用户都可以通过网上预约系统注册实名制账户,经相关负责人审核通过后可以自助预约仪器,一人一账户且账户仅限本人使用。除了网上预约方式之外,用户还可以通过邮件预约、电话预约或者现场预约的方式确定仪器使用时间。如有特殊要求或加急测试,用户可以提前与相关仪器负责人沟通,由平台提供一对一服务或加急服务。预约通过后,用户如遇特殊情况无法按时使用仪器,可以提前取消预约。

共享仪器平台对已经取得独立上机资质的校内用户采用自助式预约使用模式,即自行网上预约、门禁指纹验证、自主上机操作完成测试。这种模式不仅让学生掌握了大型仪器的工作原理、使用性能和操作方法,提高了研究生的技能,还减轻了平台技术人员的辅助测试工作量。同时,更有力地促进了大型仪器的开放使用,提高了大型设备的使用效率[10]。对于校外用户,平台一般采用辅助操作或送样测试的服务模式,使用时间原则上安排在工作时间。

3.3 技术培训

共享仪器平台不仅是一个测试服务型的仪器平台,同时还是一个培养学生的技术型平台。借鉴国外管理培训的经验[11],为使学生用户能够掌握仪器的操作、功能、应用和新技术,在完成测试服务的同时,共享仪器平台经常性对用户进行培训,包括定期基础培训、独立操作资格培训、高级应用培训、高级技术讲座等。经过培训并取得独立操作仪器资格的用户可以预约任何一个时间段,实现了设备的24 h全天候服务。

光学显微镜机组和流式细胞仪机组每两周组织一次常规应用操作培训,考核通过的用户给予常规应用操作权限,每学期约有60人被授权自主操作仪器。除此之外,平台每学期还会联合设备厂商、邀请设备专家共同举办各种类型的高级应用培训班,如Zeiss激光共聚焦显微镜高级应用培训班、BD流式细胞术系列讲座、Seahorse细胞代谢呼吸仪理论培训等,受到全校师生的欢迎。小型共享仪器机组每周组织一次培训,考核通过的用户可以自主使用仪器。同时,平台也会邀请相关设备制造商不定期到平台介绍仪器的新进展、新功能、新技术和新动态,以满足更多生命学科用户对新技术应用的需求。技术培训工作是平台仪器自助模式的核心环节,培训效果的好坏直接影响仪器自助使用的效果,同时,技术培训也是清华大学对学生培养非常重要的课堂。

工欲善其事,必先利其器。只有高水平的专业技术人员才能开发和挖掘大型仪器的功能,使仪器更好地服务于科研[12]。特别在生命科学的快速发展阶段,技术方法不断升级改进,公共平台技术人员的知识更新和技术培训显得尤为重要。近几年来,共享仪器平台技术人员除了积极参加相关仪器公司来校进行的专题技术培训外,还积极参与依托平台开设的大型仪器实验课程,到生命学科相关实验室交流学习。同时,平台还派出相关技术人员参加各类专项技术培训,并取得相应的技术资格证书。

3.4 管理系统

共享仪器平台的建设目标是建成全日制开放的平台,即全年不分节假日24小时向用户开放。实施仪器设备的网络信息化管理,实现网上查询和预约,是实现全面、全时开放的关键。

(1) 设备管理系统。共享仪器平台的网络预约管理系统包括配置查询、使用预约、使用反馈、使用记录、状态记录、培训授权等几个模块。通过预约系统实现了网上查询、在线预约、实时监控、故障报警等功能,通过对仪器设备使用的动态管理,提高了仪器设备的使用效益,满足了共享仪器平台的管理需要,为用户提供了便捷的信息化服务。

(2) 人员管理系统。共享仪器平台实验室安装了门禁系统,只有获得了独立上机资质能够独立操作的用户,才能获得非工作时间进出平台实验室的门禁权限；未获得独立上机操作资格者,只能在工作时间,在平台工作人员指导下使用仪器。共享仪器平台采用指纹录入的方式为用户开通门禁权限,个人专用,不支持多人共享。每学期管理员会根据仪器的使用情况清理门禁权限,及时解除离校学生或独立上机资格失效用户的权限,保证了实验室安全和公共仪器的稳定运行。

3.5 收费标准

共享仪器平台只有光学显微镜和流式细胞仪属于收费仪器。在充分调研同类设备在校内外的收费水平的基础上,平台主要依据设备的性能、用途、耗材、上机时间、人工费用及相关间接成本等因素提出建议收费标准,经平台专家指导委员会论证后,报学校收费审核小组审定和主管部门审批后执行。光学显微镜和流式细胞仪等大型公用设备对所有校内用户实行价格优惠,生命学科用户享有优先使用权。小型共享仪器对生命学科用户免费,对其他用户根据仪器不同收取少许费用,满足了生命学科及相关学科用户常规实验的需求。所有仪器对校内安排的培训和教学用机时一律免费开放使用。

共享仪器平台收费统一管理,非盈利,以收支基本平衡为原则。服务收入主要用于日常运行开支,支付零配件及维修费、水电费及房屋使用费、耗材、培训、差旅、办公、相关人员的薪酬及奖励等。大型公用设备的维护保养费用由生命中心按照年度预算资助。

3.6 规章制度

共享仪器平台建立了一系列的大型仪器设备管理制度,包括 “平台开放服务管理规定” “平台实验室安全管理制度” “平台预约管理和违约处理规定” “平台收费管理办法”等。制度的建立有效改善了仪器设备的维护保养状况和实验室环境,完善了实验室安全措施,使大型仪器设备的管理做到了有章可循,从而更有效地发挥其使用效益,为教学、科研和仪器设备开放共享提供一个良好、有序的环境和保障。

4 结语

随着国家“双一流”建设的启动,高校中大型仪器资产数量和总价值越来越高,管理人员还应不断学习、不断总结、迎接挑战,力争建设出世界一流的仪器共享平台。坚持为教学服务、为科研服务、为社会服务的原则,切实发挥大型仪器的最大功能与效益,为世界一流学科建设做出贡献。

References)

[1] 国务院. 关于印发统筹推进世界一流大学和一流学科建设总体方案的通知:国发[2015]64号[Z]. 2015.

[2] 潘勋,师亚敏,常在,等.公共科研平台岗位设置与考评流动机制的实践与思考[J].实验技术与管理, 2015,32(7):1-4.

[3] 师亚敏,潘勋.公共科研平台技术队伍建设与人员管理的实践与思考[J].实验技术与管理, 2015,32(9):233-235.

[4] 潘勋,师亚敏,常在,等.公共科研平台事业编制与非事业编制人员趋同管理的实践与思考[J].实验技术与管理, 2016,33(2):208-211.

[5] 陈其荣.诺贝尔自然科学奖与跨学科研究[J].上海大学学报(社会科学版), 2009, 16(5):146-149.

[6] 陈丽洁,丰佳雯,郑蒙雨,等.高校大型仪器平台建设与共享模式探讨[J].中国教育技术装备, 2014(24):35-37.

[7] 邹鑫.大型仪器设备档案管理存在的问题及对策[J].中国高校科技,2011(11):22-23.

[8] 孙燕,任涛,王卫东.生物学“功能性实验仪器平台”建设的探索[J].高校实验室工作研究, 2015(4):143-145.

[9] 付强,王志强,朱平川.生命科学大型仪器平台建设探索与实践[J].实验科学与技术,2012, 10(3):175-177.

[10] 鲁伟,李莉,胡颖.生物实验室仪器设备的管理与共享[J].实验科学与技术, 2011,9(1):158-160.

[11] 毕卫民.学习国外先进经验推进高校大型仪器共享平台建设[J].实验室研究与探索, 2011,30(10).258-261.

[12] 王颖梅.浅谈高校大型仪器平台建设与共享模式构建[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

冯倩倩(1963—),女,河北南坡,硕士,工程师,主要从事共享平台仪器使用、维护与管理工作

E-mail：changpinglv@sina.com

潘勋(1963—),男,河北清苑,硕士,研究员,主要从事科研平台建设与管理工作.

E-mail：panx@biomed.tsinghua.edu.cn

G642

A

1002-4956(2017)2-0250-04