高校分析测试中心大型仪器共享平台建设探索

胡鹏飞， 谢 忱， 马村成， 李 强

(上海大学 分析测试中心， 上海 200444)

0 引 言

随着探索物质世界的科学研究活动飞速发展，实验仪器设备的作用越来越凸显重要，逐渐成为高校学科发展、以及科学研究的基础，大型精密仪器设备更是人才培养和技术创新发展的保障，为高水平顶尖人才的培养和国家重大项目技术的研究提供有力支撑。

目前，国内理工科高校大型精密仪器设备拥有率参差不齐，一些特定功能大型精密仪器设备的地域布局和服务覆盖还不合理，造成仪器使用效率低、测试需求不能满足等问题。由此，建设和发展大型精密仪器设备公共技术共享平台，成为提高大型仪器使用效率，合理有效利用设备及人才资源的有力手段[1-12]。

1 分析测试中心科研公共技术服务共享平台的整体建设

1.1 公共技术服务共享平台的设计方案

在校设备处成立贵重仪器共享服务平台的整体布局下，分析测试中心以20多台大型设备为基础成为平台的核心组成部分。① 构建3个功能分析表征实验室，包括透射电子显微镜实验室，扫描电子显微镜实验室，射线、光、电、磁、热分析实验室，以及样品制备实验室； ② 做好各实验室人员的合理配置，兼顾人员学历及专业，建立合理可行的考核机制，保证每个实验室工作人员博士研究生学历达到80%，高级职称达到40%以上，实行以实验技术水平和完成服务工作为标准的考核机制；③ 开发面向周边地区、乃至全国的共享网络平台，实行预约测试及网络结算为主的工作流程；④ 实行贵重仪器责任教授制度，充分发挥全校教职员工的人才优势，对于具有良好仪器设备科研背景的教授，实行优先使用及开发仪器功能的制度。

1.2 功能实验室建设

1.2.1 实验室硬件设施建设

实验室的建筑按照国家标准执行，配备独立的空气循环系统，独立的电源供应系统，相关设备配备了高性能UPS 蓄电系统；工作区域实行卫生隔离、电磁门控，确保工作空间的洁净和独立，同时，网络平台系统接入实验室，以便随时查阅及监控预约和测试。各功能分析表征实验室设备配置:

(1) 透射电子显微镜实验室。① 2台JEM-200CX;② 1台 JEM-2010F;③ 1台 JEM-2100F。

(2) 扫描电子显微镜实验室。① 600i双束型聚焦离子束;② CamScan Apoloo300型热场扫描电子显微镜;③ 日本电子JSM-6700 JSM-7500冷场扫描电子显微镜;④ 日立SU-1510 型钨灯丝扫描电子显微镜;⑤ 三位原子探针LEAP4000X HR;⑥ 场离子显微镜Imago;⑦ 超高真空低温扫描隧道显微镜UHV-LT STM;⑧ 原位纳米力学测试系统TriboIndenter。

(3) 射线、光、电、磁、热分析实验室。① X射线光电子能谱仪ESCALAB 250Xi;② X射线荧光光谱仪XRF-1800;③ 单晶X射线衍射仪SMART APEX II;④ X射线衍射仪D/max2200;⑤ X射线衍射仪D/max2550;⑥ 激光显微拉曼光谱仪InVia plus;⑦ 少子寿命测量仪WT2000;⑧ 纳米力度及点位分析仪Zetasizer 3000 HAS;⑨ 振动样品磁强计7407;⑩ 综合物性测量系统PPMS-9T(EC-II);核磁共振波谱仪AVANCE 500 MHz;差示扫描量热仪DSC 404 C;差示扫描量热仪Diamond DSC。

(4) 样品制备实验室。① 振动抛光机;② 凹坑仪;③ 离子减薄仪;④ 双喷电解减薄仪;⑤ 体视数码显微镜;⑥ 蔡司倒置式光学显微镜;⑦ 样品表面处理机;⑧ 临界点干燥仪;⑨ 离子研磨仪;⑩ 冷冻超薄切片机;超声波破碎仪;离子溅射仪。

公共技术服务共享平台坚持信息化和人性化的构建理念，以互联网络为根本依托[13-16]，协调安排相关测试需求与工作人员和设备仪器，建立校贵重仪器设备共享平台，共享网络平台结构如图1所示。

图1 贵重仪器设备共享网络平台结构图

平台设置设备简介页面；首页设有登录入口，以及校外用户注册入口；登录后，显示了平行关系的四大主要模块，仪器保管员模块、普通用户模块，校内导师模块，和项目经费卡负责人模块，不同人员可以根据需求进入相应的界面，进行下一步的操作。

其中，仪器保管员可操作界面含有仪器信息维护、开放计划、开放模板、预约单审核处理、测试单维护等诸多操作入口，测试方式分为委托测试和VIP自行测试。

1.2.2 实验室人才队伍建设

(1) 人员配置。选聘不同专业背景的科研技术人员为设备运行和测试分析提供技术支持，所涉及的专业背景涵盖金属材料学，纳米科学，功能陶瓷，晶体化学、有机化学、物理光学等方向，每一个实验室都分别安排不同专业方向的工作人员，以适应样品多样性的测试需求，并在实验室中实行多台设备轮岗值班制度。共有专职技术管理人员18 人，其中高级职称8 人，中级职称10 人；博士及以上学历14 人，硕士4 人，组成了一支多层次、多学科的科学合理的实验技术队伍。

(2) 工作考核及聘任和激励。针对实验技术工作人员设立相对独立的考核方案，主要以完成测试服务的情况和实验技术的提高为考核要点；在人事聘用上，除了学校实行专业技术聘任管理制度之外，推行实验技术总监、技术总管聘任，激励工作人员积极参与实验技术能力的提高。

(3) 人才培养。加强各实验室人员的技术培训，鼓励青年教师走出去，到国内外具有良好实验技术基础的实验室访问、学习，紧跟发展前沿，不断提高相关功能实验室的整体水平，暂时设定每年公派一位教师出国学习。

(4) 责任教授制度。本着“术业有专攻”的理念，广泛开展责任教授制度，该制度是对于那些对特定仪器有独到技术开发和研究的教授而设立，经过考核确认为责任教授的教师，对于该设备的维护运行与使用既有责任又有义务。①对设备的科学使用与运行提出指导性意见，能依托设备开展创新性工作，促进仪器设备的功能开发；②在不影响设备的正常愉悦测试前提下，可以优先使用设备。

2 平台运行情况及不足和改进措施

2.1 设备共享平台近5年运行情况

共享平台开通运行5年来，预约系统运行平稳，信息化管理逐步完善。在实验室开放、资源共享、提高设备利用率、以及服务能力与水平等方面开展了扎实工作。分析测试中心共享平台的各实验室测试业务量稳中有升(见图2)，透射电子显微镜实验室每年完成金属材料、纳米材料、复合材料等上万个样品的测试分析工作，扫描电子显微镜实验室和射线、光、电、磁、热分析实验室每年完成化学化工、材料、生物、电气等学科的测试分别达到22 000、34 000余个样品，为学科学位建设、科学研究、本科教育等起到了强有力的支撑与保障作用，例如，各实验室在“锆合金基础材料研究”课题获批国家科技进步奖(二等奖)的过程中发挥了重要数据支撑作用。

图2 各功能实验室近5年(2013-2017年)中每年的测试样品数

2.2 设备共享平台存在的不足及改进措施

(1) 大型仪器设备，运行维护经费不足。目前，主要采取以下几个改进措施:① 设立大型仪器设备维修基金。遵循学校及上级管理部门的规定，对大型仪器设备开放共享实行有偿服务，合理定价，集中论证，收取基本的技术服务费等。② 开展大型仪器维护、功能改造立项申报，积极参与学校及相关管理部门的实验技术立项申报，争取经费支持。

(2) 测试结算与财务流程脱节。对于校内用户采用经费卡校内转账进行测试结算，经费卡余额与设备测试单维护结算，不能对接。采取的改进措施是，广泛开展预付费制度，提前构建预付费经费卡体系。

(3) 用户过量预约测试机时。在平台运行过程中，有些用户，不了解样品测试的耗时规律，往往过量预约机时占位，对此，中心采取了如下措施。① 借助每年针对研究生开设的“材料的现代分析测试方法” 实习课程，开展预约操作培训；② 推行高年级帮、带低年级的策略；③ 导师、设备维护老师做好指导性把关。

3 展 望

构建仪器设备资源共享技术平台，对于开展资源共享、提高设备利用率、提高教学和科研投资效益，构建节约型社会具有重要意义。但大型设备的开放和管理是一项长期复杂的系统工程，需要长期的深入研究和实践，需要各种互联网、物联网等新兴管理技术和理念的投入，更需要敢于创新和不断探索的精神。