高校大型儀器設備SOP規范化管理及其應用

馬淑鳳， 盧莉璟， 王文龍， 張 浩， 馬 蕓

（1.江南大學a.食品科學與技術學院；b.機械工程學院，江蘇 無錫 214122；2.江蘇省高郵實驗學校，江蘇 高郵 225600）

0 引 言

大型儀器設備不僅是提高實驗教學質量、培養高素質人才的重要條件，而且是高校提升科研水平、服務社會的重要物資保障，更為國家重大項目技術研究提供有力支撐［1-2］。近幾年，隨著我國經濟的快速穩定發展以及科技實力的不斷增強，國內高校、科研院所的實驗條件得到了快速長足的發展。高校在實驗室環境、設備臺套數、精密大型儀器設備數和設備總額以及實驗室硬件均得到了快速提升［3-5］。隨著實驗室環境、規模、設備數量和精密大型儀器設備的增加，如何迅速提升實驗管理的軟環境以快速與實驗室硬件環境相匹配，在更好服務教學科研、保證實驗分析規范可靠的同時，確保實驗操作人員、實驗設備和實驗室安全，成為高校急需解決的現實問題［6-7］。

1 大型儀器設備SOP規范化管理及普及

相對于基礎實驗室，大型儀器實驗室的功能更加復雜，所測試的實驗樣品種類千差萬別，預防各種意外的安全管理更為重要，因此高校大型儀器實驗室安全管理的規范化和專業化必須擺在實驗室建設的核心位置［8］。目前，高校大型儀器設備實驗室仍存在儀器操作和管理的規范化與安全管理制度不完善，以及現有規范化文件過于文本化和專業化，致使教學科研工作者尤其是實驗操作者“難于”或“懶于”獲取規范操作的技能，而造成諸多安全隱患等突出問題［9-10］。對高校內實驗室大型儀器設備標準作業程序（SOP）規范化管理進行研究，并將其以應用面很廣的互聯網信息推介平臺方式面向校園乃至社會公開化、趣味化、科普化，從而達到大型儀器設備實驗過程與操作規范使用的便利化、常識化和常態化，對提高高校大型儀器設備的管理水平具有重要意義。

2 大型儀器設備SOP管理存在的問題

2.1 大型儀器設備的不當操作造成直接損失和隱患

一方面實驗室缺乏SOP規范化管理的系統化程序，實驗室管理和實驗操作要求不夠規范［11］；另一方面，現有的文本化規范不便理解、操作和執行，而宣傳、培訓和管理環節又跟不上，實驗操作者尤其是學生不知道也不愿花時間獲取正確的操作規范，實驗操作過程出現“有法不依”和“有法難依”的情況，學生缺乏實驗規范、實驗安全、甚至是保證實驗精度的意識［12］。由此，大型儀器設備因不當操作造成的損壞常有出現，同時也給操作人員、實驗設備、實驗室安全和教學科研數據的可信度埋下了隱患。

2.2 大型儀器設備在專業、學科的應用缺乏深入開發

高校大型儀器設備普遍存在測試排隊難的問題，一般常集中在常規指標的測試，很多實驗設計者用大型儀器設備也只是為了能用到該設備，而測試的指標其實可以用其他小設備或常規的測試方法即可獲得，而使用大型儀器設備出現“殺雞用牛刀”，嚴重浪費優質資源。同時，大型儀器因缺乏專業功能的深層次開發，很多使用大型儀器設備的科研實驗方案存在跟著文獻走，不求甚解的情況，精密儀器的強大功能未充分發揮，優質資源再度浪費［13］。

2.3 大型儀器設備操作培訓缺乏系統規范化設計

目前高校實驗室一般都擁有較為高精、先進的實驗測試設備和大型儀器，有針對這類大型設備和儀器開展的培訓，但是其培訓過程僅關注學生對單一設備的操作過程，缺乏站在大實驗管理高度對實驗室規范、安全和資源系統整體的了解，其內容缺乏對不同大型儀器設備實驗過程規范與安全共性要點的提煉。特別是，當前多學科交叉環境下，實驗過程中不同實驗要求與安全風險的高、中、低值設備的選用具有系統性和復雜性，學生實驗培訓的單一性和局限性，導致他們無法從系統工程角度對項目的實驗過程進行綜合性分析。

2.4 缺乏推廣實驗室SOP規范化管理的信息化宣介

當今信息與新媒體技術發展迅猛，而高校實驗室規范化管理未能充分利用信息化技術，過于嚴肅，信息化推介形式缺乏，難以互動［14］。①現有的實驗室和儀器設備管理規范不但尚需完善，同時由于儀器設備管理人員精力有限，在實驗操作人員實際使用過程中，現有的文本性規范出現“壓箱底”的情況，部分實驗操作人員懶于進行“查字典”式操作，出現潛在的安全隱患。②多數理工科院校均有多個共性的實驗方向和要求，如食品、生物、紡服、化工、物理等工科專業和學科方向。這些不同方向的學生在實驗和大型儀器設備操作和使用過程中往往缺乏相互交流，未能實現多院系跨專業學科的實驗資源信息共享，使師生喪失這一獲取實驗規范信息與交流的渠道［15］。

3 大型儀器設備SOP規范化管理及普及應用

以熱物性大型儀器設備為例，在實驗室整體上做頂層設計，在實驗室和儀器設備兩個板塊系統地梳理管理文件，分別建立實驗室管理SOP文件庫和儀器設備管理SOP文件庫。分析各個實驗室和儀器管理SOP文件的共性要求和各自特點，建立實驗管理要求的關系矩陣，按共性技術和個體要求分層次、分步驟設計不同SOP文件普及化腳本，利用視頻、動畫、圖片，以通俗、幽默等大眾更易接受的形式通過互聯網信息平臺等手段推介實驗室和大型儀器設備的操作規范和安全要求（見圖1）。

圖1 大型儀器設備SOP規范化管理及常識化普及應用

3.1 建立大型儀器設備操作SOP規范文件庫

以熱物性大儀設備為例，建立一套完整的大型儀器實驗室和儀器操作SOP規范，消除隱患，打造面向學校及校外大儀設備SOP管理示范點。熱物性實驗室的SOP文件制定程序見圖2。

圖2 熱物性實驗室的SOP文件制定程序

熱物性實驗室的SOP文件組成框架見圖3。主要包括：熱物性實驗室工作管理程序，實驗室工作流程圖，以及包含實驗室工作制度、崗位責任制、標本管理制度、試劑管理制度、環境消毒隔離制度、實驗臺消毒措施、廢棄物處置和實驗室消毒、廢棄物處置和實驗室消毒、消防安全制度、生物安全防護制度、熱物性測試程序、測試結果的輸出方法、測試結果的解釋、監測數據的記錄與保存、保密程序制度、質量管理制度、儀器的使用與維護在內的實驗室規章制度。

圖3 熱物性實驗室的SOP文件組成框架圖

熱物性實驗室涉及到的儀器設備特別是高精尖中大型儀器設備較多，如：熱流型差式掃描量熱儀、功率補償型差式掃描量熱儀、手動熱失重分析儀、自動進樣系統熱失重分析儀、動態熱機械分析儀、同步熱分析儀、旋轉流變儀、物性分析儀、全自動表面張力儀、激光粒度分析儀、納米粒度及ZETA電位儀、流變發酵測定儀、快速粘度分析、全自動表面張力儀、激光粒度分析儀、多角度粒度與高靈敏度Zeta電位分析儀等等，這些儀器精度高、維修成本高、對使用者技術要求高，故對其進行規范化管理非常必要，需建立完整的熱物性儀器SOP管理規范，內容主要包括：儀器檔案、儀器定標程序、儀器手冊、儀器定標時間表、儀器標準操作程序、試劑與標本裝載程序、儀器校驗程序、開關機程序、儀器維護保養程序、儀器參數設置校準程序等。同時，建立熱物性儀器軟件操作幫助文件，以及熱物性儀器實驗過程關聯設備的操作規程也十分必要。

將實驗室工作流程、管理規章制度等標準以及儀器設備技術文件構建成實驗室和儀器操作SOP規范文件庫是實驗室和儀器操作完善“法”，使實驗過程“有法可依”的過程。嚴格執行SOP管理文件，不僅保證了實驗設備操作的標準性和一致性，消除了實驗設備因不當操作造成的損壞隱患；而且保證了實驗的規范性、安全性以及實驗精度，進而為教學科研數據的可信度提供了保障。

3.2 優化大型儀器設備資源利用，探索開發高精功能的新模式

制定并規范實驗室大型儀器設備使用指標范圍，使大儀設備測試申請條件標準化。①梳理熱物性大儀的測試功能，統計熱物性大型儀器設備使用數據，并對照校內實驗資源與環境，梳理熱物性大型儀器測試指標點，擬定傾向于使用大型儀器設備專用指標；②在規范化管理中嚴格限制、完全可用常規儀器設備與方法即可處理或獲得實驗參數及指標；同時，對大型儀器設備專用指標測試實驗和儀器新功能開發實驗享受優先使用權。由此來緩解高校普遍存在的大型儀器測試排隊難的問題，從而優化大型儀器設備資源利用。

結合專業學科需求，深入開發大型儀器設備高精功能。熱物性大儀的專職管理人員時刻關注本領域學科、專業發展新技術和熱點，積極參與使用大型儀器設備的教學科研項目組的教學科研項目，對項目組研究方向、內容、目標以及測試對象特性進行深入了解，針對實驗內容和要求協助課題組設計并制定合理的大型儀器設備使用實驗方案，并根據研究目標深層次、針對性地開發大型儀器設備的專用的高精深新功能。為教學科研做專業的服務，同時使項目在儀器測試應用上實現創新，改變既有指標測試的新思路，引領行業測試技術發展，拓展大型儀器設備專用功能，以充分發揮大型儀器設備和管理人員的雙重資源優勢，進一步避免優質資源的浪費。

3.3 實行先“面”后“點”的大型儀器設備規范管理

大型儀器操作人員上機前的培訓是保證規范和安全至關重要的一個環節，各個實驗室的培訓已形成了既有的形式，而該類形式中，多以單機操作為主，缺乏站在大實驗管理高度對實驗室規范、安全和資源系統整體了解，導致實驗室及大儀設備使用者無法從系統工程角度對設計實驗項目的過程進行綜合性的分析。

實驗室應從針對實驗室及大型儀器設備本身，以及其測試過程的關聯設備、試劑、樣品等特點出發，以頂層管理的視角，先分析一個“面”：即實驗室儀器設備資源配置，以及實驗室和設備共性的規范和安全問題；然后再布“點”：具體到典型設備的SOP操作規范，有層次、有步驟、系統的設計培訓方案，以在節約培訓人員和時間成本的同時，優化實驗資源的使用結構，并消除潛在隱患。

3.4 研究實驗室SOP規范化管理推介新形式

針對實驗室和大型儀器設備的操作與安全規范SOP文件庫，以騰訊、微信等主流互聯網信息傳介平臺為手段，設計一套面向高校的推介材料，實現大型儀器設備實驗室和設備操作與安全規范獲取的便捷化、趣味化，最終實現操作與安全規范常識化。將實驗室、大型儀器設備SOP規范文件以視頻、動畫、圖片等形式案例化，以淺顯易懂、幽默的語言和媒體形式表現實驗過程的規范和要求，多學科交叉、多單位協作、多小組合作共同打磨腳本，以趣味化、常識化形式推介實驗室和儀器設備的SOP規范和安全要求。由不同學科或項目小組分工整合推送實驗室平臺媒文，由各實驗室儀器管理人員承擔各自儀器設備的推介媒文，明確媒文“誰推送誰負責”，確保專業答復，營造實驗室、大型儀器設備SOP規范文件的交流共享環境，增加不同專業、不同學科、不同教學科研方向的儀器操作者在線上共享實驗資源信息與經驗，拓寬師生獲取實驗規范與安全信息的渠道。

4 結 語

大型儀器設備的SOP規范化管理及其常識化普及應用措施為實驗規范與安全背景下的實驗室和大型儀器設備管理探索了一條行之有效的操作途徑，具有較強的實用性和可操作性，特別適合當前實驗室管理中規范化有待完善、系統化不足、實驗規范難于便捷獲取現狀下的應用。經過實踐，該實驗室管理改革研究對高校提高大型儀器設備資源的利用效益、提升實驗管理的軟環境、提高大型儀器實驗室建設的質量具有較強的促進作用，是對實驗室及其大型儀器設備管理改革的有益嘗試，可以為高校、科研院所的大儀實驗室管理改革提供有益的參考。