地方醫學院校顯微成像平臺的建設及管理新探索

廖永華 ，崔江禹 ，何 芳，高茂華 ，陳盛強

（1.廣州醫科大學基礎醫學院科研共享平臺，廣東 廣州 511436；2.廣州醫科大學附屬第一醫院廣州呼吸健康研究院，廣東 廣州510120；3.廣州醫科大學科研實驗中心，廣東 廣州 511436；4.廣州醫科大學衛生管理學院，廣東 廣州 511436）

推動大型科研儀器的開放共享，充分釋放服務潛能，提高儀器的使用效率，已被提升到國家戰略層面。國務院和教育部分別出臺的《關于國家重大科研基礎設施和大型科研儀器向社會開放的意見》《關于進一步做好重大科研基礎設施和大型科研儀器開放共享工作的通知》[1-2]提出要完善基礎研究的基礎條件建設，推進開放共享，規定政府預算資金投入建設和購置的用于科學研究和技術開發活動的各類單臺套價值在50萬元及以上的科學儀器設備，要為其他高校、科研院所、企業、社會研發組織以及個人等社會用戶提供服務。近年來，地方醫學院校的科研平臺建設取得很大的成就，但實驗室資源集中投入少量優勢學科，其他學科尤其是新興學科實驗室建設滯后，資源共享協調不暢，儀器設備使用效能低[3]。以廣州醫科大學基礎醫學院科研共享平臺為例，它為學校的科研發展、研究生教育提供重要支撐，面向全校（含附屬醫院）、呼吸疾病國家重點實驗室的研究生及科研人員開放，由顯微鏡室、分子室、形態室、行為學室和生化儀器室等五大部分組成，其中以顯微鏡室的大型儀器為主體的顯微成像平臺是重要組成部分。顯微鏡在生命科學研究中應用非常廣泛，是神經生物學、細胞生物學、藥理學和免疫學等學科的研究工具[4-5]。隨著高水平學校和“雙一流”學校建設的推進，科研項目和經費不斷增長，研究生數量倍增，必將帶來諸多管理和服務上的問題。本文對顯微成像平臺的建設發展、使用實踐和管理新探索進行階段性總結，供大家參考。

1 顯微成像平臺的建設與發展

近六年來，顯微成像平臺的建設，從無到有，實現跨越式發展，形成由“體視顯微鏡—普通顯微鏡—全視野細胞掃描分析儀—組織切片掃描儀—正（倒）置熒光顯微鏡—激光掃描共聚焦顯微鏡（含雙光子）—電子顯微鏡”的體系，從生物研究的宏觀結構到微觀亞結構，再到細胞內特定物質的功能性研究，圖像精度從厘米到納米級發展（見表1）。分析近年平臺儀器的預約使用數據，顯微成像平臺的預約使用率約占70%機時，激光掃描共聚焦顯微鏡的預約使用則占顯微成像平臺中的近70%機時，說明研究生對顯微成像平臺儀器的使用需求最大。

表1 顯微成像平臺儀器匯總（nm）Table 1 The aggregation of microscopic imaging platform instrument summary（nm）

1.1 合理規劃儀器購置

當前國家與地方在科研方面投入經費逐年增加，但落實到具體的基層單位依然捉襟見肘。顯微成像平臺作為科研共享平臺的建設重點，必須合理規劃、循序發展[6]，從普通光學顯微鏡、熒光顯微鏡、數字化切片掃描儀、體視顯微鏡、激光掃描共聚焦顯微鏡、電子顯微鏡等，發展到一定的程度后，進行合理優化、補短板和更新換代等。如激光掃描共聚焦顯微鏡常用于腦組織切片大視野成像，可以購置高質量的多功能熒光掃描儀滿足使用需求，以分流機時。

1.2 管理信息化建設

依托計算機互聯網技術，完善平臺管理的信息化，緊扣“互聯網+”的發展趨勢[7-8]，顯微成像平臺的大型儀器接入科研共享平臺的信息管理系統，構建基于標準化、信息化、規范化和智能化的現代開放實驗室管理系統，包括培訓和考核準入系統、門禁系統、預約系統、安全監控系統、計時管理系統、效益評價和數據統計系統等，提高顯微成像平臺的管理水平和使用效能。

1.3 安防及環境建設

顯微成像平臺的儀器都是進口的高端精密儀器，價值不菲，環境要求高，應安排專職人員進行管理。安全方面：一是門禁系統和傳統鎖匙相結合，確保儀器硬件安全；二是視頻監控室內儀器使用情況、防水、防火等安全情況；三是刷卡使用，方便審核和追蹤使用軌跡。環境方面，配置空氣抽濕機和空調機，濕度40%～60%，溫度20℃～22℃，防塵、避光等。

2 運營管理實踐

2.1 日常管理

工作時間內由專職管理人員負責，業余時間和節假日由科研助理或勤工儉學的學生協助現場值班，負責平臺開放管理和儀器安全問題管理，如發現具體儀器的專業性問題應立即報告專職管理人員處理。專職管理人員收到信息后，首先是遠程遙控指導解決問題，如不成功則回現場處理。

2.2 管理制度

在學校相關規定的指導下，制定《儀器使用規章制度》《違規操作處理辦法》《儀器設備預約使用協議》和《科研平臺日常管理規范》等，完善預約、審批、使用和登記制度，以確保儀器的安全以及使用軌跡有據可查，厘清責任，要求實驗完成后如實填寫設備使用記錄及實驗室安全記錄。

2.3 培訓體系

制定新進儀器分級培訓安排表（見表2），對使用對象進行分級，首次常規化培訓，已在購買合同上明確廠方培訓責任，儀器驗收合格后，由廠方應用工程師進行儀器的基本原理和操作的初級培訓，然后根據使用者熟練程度分級，有針對性地開展培訓，幫助不同層次的使用人員提升操作技術水平。專職管理人員優先被培訓，儀器使用的中遠期由專職管理人員對新入室的人員進行“一對多”的培訓，一般不超過3人，以免影響培訓效果。根據需要，每年定期開展4次左右的專題培訓，普及儀器的基本理論和操作技術，因需開展高級功能培訓。

表2 新進儀器分級培訓安排Table 2 Grading training arrangement for new instrument

2.4 預約使用的管理

制定個性化考核計劃，對使用人員的儀器知識和操作技術進行考核，根據操作熟練程度分級管理，制定預約使用管理分級管理表（見表3），遵循“首次預約—培訓—操作考核—二次預約—審核—使用”的流程，從平臺管理信息系統上進行審核，審核后才能使用。在分類使用管理上，對初級操作者嚴格審核，限制其預約上班時間的機時，方便管理人員及時抽查其熟練程度并及時指導，中高級操作者允許其自由預約使用時間[9]。

表3 預約使用分級管理Table 3 Appointment using hierarchical management

2.5 儀器的保養和維修

顯微成像平臺的儀器對全校研究生開放，隨著科研項目和研究生數量的增多，使用者的素質和操作技能參差不齊，與儀器的故障率有很大的關系。為此，一是加強使用者的培訓和使用過程的監督管理；二是與廠家聯合制訂期保養計劃，定期上門檢修保養；三是安裝儀器信息發射器，定期向廠家發送儀器的健康狀況數據，有問題及時處理。多種措施確保儀器的正常運行，保障科研工作的正常開展。

3 存在的問題

3.1 供需矛盾

隨著學校的發展，導師和科研項目不斷增多，研究生數量劇增，儀器的預約使用率非常高，特別是對激光掃描共聚焦顯微鏡的需求上，基本是滿負荷運行，近五年的平均預約記錄3 650機時，供需矛盾突出，再加上部分使用者操作技術不熟練，占用機時長，效率差，也有部分使用者把大型儀器用于預實驗的篩選，浪費機時，損耗激光器。

3.2 故障問題

儀器的使用率高，儀器故障時有發生，零件損耗增加，其中的汞燈、激光器尤為顯著。在激光共聚焦顯微的維保檢查中發現，常用的488 nm激光器5年激光器功率衰減70%，不常用的514 nm激光器由于閑置未通電使用，激光器功率衰減異常，這個問題值得思考并研究解決。

3.3 培訓教材問題

日常培訓基本上以儀器的使用說明、培訓PPT內容為重要參考。由于科研儀器技術的發展，更新迭代較快，缺乏專門的系統性教材，建議加強協作研究，編寫符合科研共享平臺大型儀器教學與培訓的通用性教材。

3.4 晉升問題

儀器管理工作崗位是服務崗位，發展前景較一般，對有技術和高學歷的人才缺乏吸引力，加上難以申請經費或項目去開展有效的科研工作，科研業績獲得感低，晉升困難，造成管理人員的水平參差不齊，影響儀器高級功能的應用和開發。需要完善有效的人才激勵機制，吸引優秀人才加入管理隊伍中，提升管理和服務科研的能力[10-11]。

3.5 品牌儀器選擇

在平臺中存在不同品牌的儀器較多見，雖原理基本相同，但操作系統上差別較大。據調查，近50%的使用者有儀器品牌選擇上的困惑，所以在進行新的儀器購置計劃中，既要考慮儀器的先進性，又要考慮儀器的體系化管理和培訓問題。

3.6 高級功能配置

根據粗略統計發現，很多儀器的高級功能使用率較低，如激光掃描共聚焦顯微鏡，常規的融合共定位拍照占近90%以上，所以在大型儀器的高級功能選擇上，要考慮高低配，提高經費的使用效能，如校級平臺的激光掃描共聚焦顯微鏡，可考慮1∶5的比例高低配置。

3.7 數據安全與病毒防護

大型儀器的專業軟件功能強大、模塊多、程序復雜，很容易被抗病毒軟件誤識別為病毒，所以，大型儀器的配套計算機系統一般沒安裝抗病毒軟件，在數據轉移的管理上，強調使用光盤刻錄數據，禁止使用U盤和移動硬盤，但很難完全禁止。所以，盡可能建立中央數據庫，利用互聯網技術，實時數據上傳和存儲，使用者通過自己的終端下載數據。

4 運營管理新探索

4.1 管理創新

傳統的科研平臺管理模式是按照大型儀器的功能類型，分成多個小平臺，技術人員分類負責，各司其職，權則分明，確保專業性，但也有一定的缺點，如不同類型儀器的管理技術人員缺乏互通性學習和角色互補，遇到某個專職管理人員請事假，就會影響正常運作。建議開展“A、B角”工作制度，明確職責、加強協作，提高管理和服務效能，確保平臺工作有序開展。A管理人員和B管理人員在必要時臨時代對方處理其分管平臺工作，不至于影響平臺的正常運作。同時，科研平臺一般是24小時開放，8小時外的時間，存在一定的安全隱患，嘗試建立臨時安全負責人制度，即在專職管理人員或值班人員下班后的時間，把此時段的儀器預約使用者指定為該室或儀器的臨時安全負責人，提高安全意識，確保實驗室和儀器的安全。

4.2 開展作品評比大賽

以激光掃描共聚焦顯微鏡為例，與相應的儀器公司合作，開展顯微圖像作品評比大賽，要求融科學性和藝術性為一體，培養研究生的科研創新思維能力，提高儀器的實踐操作能力。邀請相關專家對參賽作品做出公正性和合理性評價，給予適當的獎勵。從近幾屆的實踐看，研究生的參與熱情高漲，提交的作品均有一定的可欣賞性。

4.3 國產儀器的試用平臺

科學儀器是科技創新的堅實基礎和必備條件，是推動科學技術進步的重要動力。進口儀器對我國高端科學儀器的壟斷和擠壓[12]，既制約了國內儀器行業的發展，又影響了我國科研工作的開展。雖然大型儀器在國產化方面取得長足進展，但由于歷史積累等原因，依賴國外公司高端儀器的狀況依然存在。在建設科技強國的征途中，盡快實現科學儀器的國產化已經刻不容緩。本平臺積極配合國產激光掃描共聚焦顯微鏡的自主研發工作，由廠方提供符合測試條件的樣機放置到顯微鏡室，供研究生進行試用，從儀器原理、硬件、操作便利性和圖片質量等多方面與進口儀器進行比較，然后反饋意見給廠方，根據意見對新樣機進行軟件、硬件和功能的優化。既可以為國內的儀器公司提供試用支撐平臺，又可以培養研究生對國產自主儀器的信賴，培養國產儀器的潛在用戶。

4.4 開設選修課

以科研共享平臺為依托，面向一年級研究生開設了基礎醫學大型儀器設備原理和基本操作技術選修課程，每年選修有90人左右，設6個專題，其中“激光掃描共聚焦顯微鏡操作技術”是熱門主題。在內容分配上，理論與實踐比例為1∶2，強化實踐、實訓操作能力培養，由技術應用工程師和專職技術人員共同負責教學，考核模式則要求研究生把自己的研究課題方向與所講授的大型儀器相結合，寫一篇1 500字左右的科研設計，再給予合理評價。通過選修課教學和實踐，為研究生在進入實驗室開展科研工作前提供堅實的儀器基礎知識[13]，深受其歡迎。

4.5 效能管理

對于使用率高的大型儀器，一是要求研究生都要做預實驗，先用普通儀器對樣品初篩，實驗條件穩定，樣品結果和質量符合預期結果，有使用價值再預約使用，防止浪費機時和儀器損耗，以提高效能；二是為促進研究生間的操作技術交流和預約使用機時的高效流轉，依靠現代信息軟件，建立信息化社交平臺，及時全面地發布儀器培訓通知、設備維護更新通知和技術進展分享，快速直觀地解決樣品問題和使用故障[14]，既可方便動態管理，實時了解平臺的動態，又能提高儀器的使用效能。

4.6 嵌入思政教育

思政融入高校教育是思政教育創新的新課題。教育部《關于印發高等學校課程思政建設指導綱要的通知》指出，醫學類專業課程要在課程教學中注重加強醫德醫風教育，著力培養學生“敬佑生命、救死扶傷、甘于奉獻、大愛無疆”的醫者精神，注重加強醫者仁心教育。在培養精湛醫術的同時，教育引導研究生始終把人民群眾生命安全和身體健康放在首位，尊重患者，善于溝通，提升綜合素養和人文修養，提升依法應對重大突發公共衛生事件的能力，做黨和人民信賴的好醫生[15]。

積極開展課程思政教學，貫穿人才培養全過程，組織學習老科學家的先進事跡，借助榜樣的力量進行自我教育，培養其堅定的愛國主義情感和甘于奉獻的精神[16]。在培訓和指導研究生使用儀器開展科研工作時，強調遵守管理規則、愛護環境衛生和恪守學術誠信，涵養優良學風。

4.7 探索參與本科教育

傳統的科研共享平臺以服務科學研究和培養研究生為首要目標。實施高校創新創業教育“燎原”計劃，推動高校創新創業教育向縱深發展[17]。學校高度重視本科生的科技創新能力的培養，科研共享平臺的大型儀器是科技創新的重要支撐體系，積極探索顯微成像平臺的大型儀器為本科教育的創新人才培養創造有利條件，以科學合理的機制，在機時允許的前提下，把優質的實驗資源用“活”。將來隨著機制的成熟，逐步向生物醫學工程、基礎醫學等本科專業學生的拓展。通過面向本科生開放大型儀器，可以進一步明確實踐教學復合型人才培養的地位，有利于轉變教育觀念，深化教學改革，實現高校人才培養的飛躍[18]。部分本科生通過利用顯微成像平臺的大型儀器開展科研實驗，在他們畢業時，已經具備了一定的科研思維能力、實驗技術，為他們考研、進入單位工作奠定了堅實的基礎。