高校分析測試中心大型儀器共享平臺建設探索

胡鵬飛， 謝 忱， 馬村成， 李 強

(上海大學 分析測試中心， 上海 200444)

0 引 言

隨著探索物質世界的科學研究活動飛速發展，實驗儀器設備的作用越來越凸顯重要，逐漸成為高校學科發展、以及科學研究的基礎，大型精密儀器設備更是人才培養和技術創新發展的保障，為高水平頂尖人才的培養和國家重大項目技術的研究提供有力支撐。

目前，國內理工科高校大型精密儀器設備擁有率參差不齊，一些特定功能大型精密儀器設備的地域布局和服務覆蓋還不合理，造成儀器使用效率低、測試需求不能滿足等問題。由此，建設和發展大型精密儀器設備公共技術共享平臺，成為提高大型儀器使用效率，合理有效利用設備及人才資源的有力手段[1-12]。

1 分析測試中心科研公共技術服務共享平臺的整體建設

1.1 公共技術服務共享平臺的設計方案

在校設備處成立貴重儀器共享服務平臺的整體布局下，分析測試中心以20多臺大型設備為基礎成為平臺的核心組成部分。① 構建3個功能分析表征實驗室，包括透射電子顯微鏡實驗室，掃描電子顯微鏡實驗室，射線、光、電、磁、熱分析實驗室，以及樣品制備實驗室； ② 做好各實驗室人員的合理配置，兼顧人員學歷及專業，建立合理可行的考核機制，保證每個實驗室工作人員博士研究生學歷達到80%，高級職稱達到40%以上，實行以實驗技術水平和完成服務工作為標準的考核機制；③ 開發面向周邊地區、乃至全國的共享網絡平臺，實行預約測試及網絡結算為主的工作流程；④ 實行貴重儀器責任教授制度，充分發揮全校教職員工的人才優勢，對于具有良好儀器設備科研背景的教授，實行優先使用及開發儀器功能的制度。

1.2 功能實驗室建設

1.2.1 實驗室硬件設施建設

實驗室的建筑按照國家標準執行，配備獨立的空氣循環系統，獨立的電源供應系統，相關設備配備了高性能UPS 蓄電系統；工作區域實行衛生隔離、電磁門控，確保工作空間的潔凈和獨立，同時，網絡平臺系統接入實驗室，以便隨時查閱及監控預約和測試。各功能分析表征實驗室設備配置:

(1) 透射電子顯微鏡實驗室。① 2臺JEM-200CX;② 1臺 JEM-2010F;③ 1臺 JEM-2100F。

(2) 掃描電子顯微鏡實驗室。① 600i雙束型聚焦離子束;② CamScan Apoloo300型熱場掃描電子顯微鏡;③ 日本電子JSM-6700 JSM-7500冷場掃描電子顯微鏡;④ 日立SU-1510 型鎢燈絲掃描電子顯微鏡;⑤ 三位原子探針LEAP4000X HR;⑥ 場離子顯微鏡Imago;⑦ 超高真空低溫掃描隧道顯微鏡UHV-LT STM;⑧ 原位納米力學測試系統TriboIndenter。

(3) 射線、光、電、磁、熱分析實驗室。① X射線光電子能譜儀ESCALAB 250Xi;② X射線熒光光譜儀XRF-1800;③ 單晶X射線衍射儀SMART APEX II;④ X射線衍射儀D/max2200;⑤ X射線衍射儀D/max2550;⑥ 激光顯微拉曼光譜儀InVia plus;⑦ 少子壽命測量儀WT2000;⑧ 納米力度及點位分析儀Zetasizer 3000 HAS;⑨ 振動樣品磁強計7407;⑩ 綜合物性測量系統PPMS-9T(EC-II);核磁共振波譜儀AVANCE 500 MHz;差示掃描量熱儀DSC 404 C;差示掃描量熱儀Diamond DSC。

(4) 樣品制備實驗室。① 振動拋光機;② 凹坑儀;③ 離子減薄儀;④ 雙噴電解減薄儀;⑤ 體視數碼顯微鏡;⑥ 蔡司倒置式光學顯微鏡;⑦ 樣品表面處理機;⑧ 臨界點干燥儀;⑨ 離子研磨儀;⑩ 冷凍超薄切片機;超聲波破碎儀;離子濺射儀。

公共技術服務共享平臺堅持信息化和人性化的構建理念，以互聯網絡為根本依托[13-16]，協調安排相關測試需求與工作人員和設備儀器，建立校貴重儀器設備共享平臺，共享網絡平臺結構如圖1所示。

圖1 貴重儀器設備共享網絡平臺結構圖

平臺設置設備簡介頁面；首頁設有登錄入口，以及校外用戶注冊入口；登錄后，顯示了平行關系的四大主要模塊，儀器保管員模塊、普通用戶模塊，校內導師模塊，和項目經費卡負責人模塊，不同人員可以根據需求進入相應的界面，進行下一步的操作。

其中，儀器保管員可操作界面含有儀器信息維護、開放計劃、開放模板、預約單審核處理、測試單維護等諸多操作入口，測試方式分為委托測試和VIP自行測試。

1.2.2 實驗室人才隊伍建設

(1) 人員配置。選聘不同專業背景的科研技術人員為設備運行和測試分析提供技術支持，所涉及的專業背景涵蓋金屬材料學，納米科學，功能陶瓷，晶體化學、有機化學、物理光學等方向，每一個實驗室都分別安排不同專業方向的工作人員，以適應樣品多樣性的測試需求，并在實驗室中實行多臺設備輪崗值班制度。共有專職技術管理人員18 人，其中高級職稱8 人，中級職稱10 人；博士及以上學歷14 人，碩士4 人，組成了一支多層次、多學科的科學合理的實驗技術隊伍。

(2) 工作考核及聘任和激勵。針對實驗技術工作人員設立相對獨立的考核方案，主要以完成測試服務的情況和實驗技術的提高為考核要點；在人事聘用上，除了學校實行專業技術聘任管理制度之外，推行實驗技術總監、技術總管聘任，激勵工作人員積極參與實驗技術能力的提高。

(3) 人才培養。加強各實驗室人員的技術培訓，鼓勵青年教師走出去，到國內外具有良好實驗技術基礎的實驗室訪問、學習，緊跟發展前沿，不斷提高相關功能實驗室的整體水平，暫時設定每年公派一位教師出國學習。

(4) 責任教授制度。本著“術業有專攻”的理念，廣泛開展責任教授制度，該制度是對于那些對特定儀器有獨到技術開發和研究的教授而設立，經過考核確認為責任教授的教師，對于該設備的維護運行與使用既有責任又有義務。①對設備的科學使用與運行提出指導性意見，能依托設備開展創新性工作，促進儀器設備的功能開發；②在不影響設備的正常愉悅測試前提下，可以優先使用設備。

2 平臺運行情況及不足和改進措施

2.1 設備共享平臺近5年運行情況

共享平臺開通運行5年來，預約系統運行平穩，信息化管理逐步完善。在實驗室開放、資源共享、提高設備利用率、以及服務能力與水平等方面開展了扎實工作。分析測試中心共享平臺的各實驗室測試業務量穩中有升(見圖2)，透射電子顯微鏡實驗室每年完成金屬材料、納米材料、復合材料等上萬個樣品的測試分析工作，掃描電子顯微鏡實驗室和射線、光、電、磁、熱分析實驗室每年完成化學化工、材料、生物、電氣等學科的測試分別達到22 000、34 000余個樣品，為學科學位建設、科學研究、本科教育等起到了強有力的支撐與保障作用，例如，各實驗室在“鋯合金基礎材料研究”課題獲批國家科技進步獎(二等獎)的過程中發揮了重要數據支撐作用。

圖2 各功能實驗室近5年(2013-2017年)中每年的測試樣品數

2.2 設備共享平臺存在的不足及改進措施

(1) 大型儀器設備，運行維護經費不足。目前，主要采取以下幾個改進措施:① 設立大型儀器設備維修基金。遵循學校及上級管理部門的規定，對大型儀器設備開放共享實行有償服務，合理定價，集中論證，收取基本的技術服務費等。② 開展大型儀器維護、功能改造立項申報，積極參與學校及相關管理部門的實驗技術立項申報，爭取經費支持。

(2) 測試結算與財務流程脫節。對于校內用戶采用經費卡校內轉賬進行測試結算，經費卡余額與設備測試單維護結算，不能對接。采取的改進措施是，廣泛開展預付費制度，提前構建預付費經費卡體系。

(3) 用戶過量預約測試機時。在平臺運行過程中，有些用戶，不了解樣品測試的耗時規律，往往過量預約機時占位，對此，中心采取了如下措施。① 借助每年針對研究生開設的“材料的現代分析測試方法” 實習課程，開展預約操作培訓；② 推行高年級幫、帶低年級的策略；③ 導師、設備維護老師做好指導性把關。

3 展 望

構建儀器設備資源共享技術平臺，對于開展資源共享、提高設備利用率、提高教學和科研投資效益，構建節約型社會具有重要意義。但大型設備的開放和管理是一項長期復雜的系統工程，需要長期的深入研究和實踐，需要各種互聯網、物聯網等新興管理技術和理念的投入，更需要敢于創新和不斷探索的精神。