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        提高生物技術(shù)類(lèi)實(shí)驗(yàn)設(shè)備技術(shù)共享探究

        2016-12-27 08:19:33趙東旭李漢軍彭紹春
        實(shí)驗(yàn)室研究與探索 2016年1期
        關(guān)鍵詞:儀器設(shè)備實(shí)驗(yàn)室生物

        趙東旭, 李漢軍, 李 勤, 李 春, 彭紹春

        (北京理工大學(xué) a. 生命學(xué)院; b. 實(shí)驗(yàn)室與設(shè)備管理處, 北京 100081)

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        提高生物技術(shù)類(lèi)實(shí)驗(yàn)設(shè)備技術(shù)共享探究

        趙東旭a, 李漢軍a, 李 勤a, 李 春a, 彭紹春b

        (北京理工大學(xué) a. 生命學(xué)院; b. 實(shí)驗(yàn)室與設(shè)備管理處, 北京 100081)

        在對(duì)生物過(guò)程與藥物改性實(shí)驗(yàn)示范中心及同類(lèi)實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備/技術(shù)共享體系現(xiàn)狀分析的基礎(chǔ)上,提出了生物技術(shù)類(lèi)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室如何提高設(shè)備和技術(shù)共享水平的考量與嘗試措施。包括:① 編輯本“示范中心”的技術(shù)手冊(cè);② 手冊(cè)內(nèi)容除介紹技術(shù)的原理和所用的設(shè)備外,還包括設(shè)備的存放房間、技術(shù)負(fù)責(zé)人、常見(jiàn)問(wèn)題等,使手冊(cè)的內(nèi)容相當(dāng)“豐富”;③ 技術(shù)體系在研究生班上進(jìn)行宣講;④ 網(wǎng)上介紹。這些措施不但方便了學(xué)生對(duì)所在的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的眾多實(shí)驗(yàn)內(nèi)在技術(shù)與設(shè)備的了解、應(yīng)用,同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了“以技術(shù)體系共享帶動(dòng)、促進(jìn)設(shè)備共享;以設(shè)備共享帶動(dòng)設(shè)備管理和提高使用效率”的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)理念。

        生物技術(shù); 實(shí)驗(yàn)室管理; 設(shè)備共享; 技術(shù)共享

        0 引 言

        科學(xué)研究取得的每一項(xiàng)重要成果,除需要研究人員的思路創(chuàng)新之外,所需的研究設(shè)備的專(zhuān)業(yè)化和技術(shù)體系的進(jìn)步是必不可少的,生命科學(xué)是一交叉學(xué)科、實(shí)驗(yàn)學(xué)科,其所取得的諸多巨大進(jìn)展更依賴(lài)于研究技術(shù)的進(jìn)步甚至飛躍。如在對(duì)痕量生物樣品的DNA進(jìn)行鑒定前,需要對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)增,每擴(kuò)增一次,就要加入一次催化劑(即酶,該成分含量少、提取困難),反應(yīng)效率低,成本高;隨著耐熱性酶的應(yīng)用和相關(guān)設(shè)備(PCR儀)的開(kāi)發(fā)成功,一次投料后可在短短2 h內(nèi)完成約30次循環(huán)(反應(yīng)),合成的DNA量足以滿(mǎn)足研究所需;再如自動(dòng)化的核酸測(cè)序技術(shù)使得20世紀(jì)90年代開(kāi)始的人類(lèi)基因組計(jì)劃提前5年完成,目前,對(duì)于較小的生物基因組可以在約1周時(shí)間內(nèi)完成測(cè)序任務(wù),這在以前則須要數(shù)月甚至1~2年的時(shí)間。目前對(duì)于這些重要設(shè)備或技術(shù),我們可以稱(chēng)之為“明星”設(shè)備/技術(shù),比較為大家所熟知,通曉性強(qiáng),但是對(duì)于普通的技術(shù)或設(shè)備,在實(shí)驗(yàn)室間的通曉性較差。加強(qiáng)這一領(lǐng)域的研究對(duì)于普通實(shí)驗(yàn)室的管理、提高設(shè)備的使用效率有一定的應(yīng)用價(jià)值,為此本文以“生物過(guò)程和藥物轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)示范中心”(簡(jiǎn)稱(chēng)“示范中心”)為例,提出“以技術(shù)體系(知識(shí)體系)共享帶動(dòng)、促進(jìn)設(shè)備共享,以設(shè)備共享促進(jìn)設(shè)備管理”的思路,分析如下。

        1 國(guó)家或省部級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室貴重儀器現(xiàn)狀

        學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)來(lái)源于實(shí)踐環(huán)節(jié),實(shí)踐的重要平臺(tái),實(shí)驗(yàn)室是現(xiàn)代大學(xué)的心臟[1]。對(duì)于研究型大學(xué)或?qū)I(yè)性的研究團(tuán)體,大型儀器設(shè)備是必不可少的基礎(chǔ)條件。據(jù)報(bào)道,國(guó)外的實(shí)驗(yàn)室中所有的大型儀器設(shè)備一般均實(shí)行開(kāi)放管理,如美國(guó)將科研儀器設(shè)備作為一種國(guó)家資產(chǎn),依據(jù)有關(guān)國(guó)家資產(chǎn)管理的法規(guī)對(duì)科研儀器設(shè)備進(jìn)行管理[2];英國(guó)現(xiàn)有所有的國(guó)家重大科研儀器設(shè)施均有政府全額資助建設(shè),其產(chǎn)權(quán)完全歸政府所有,設(shè)施建立了向社會(huì)開(kāi)放共享的制度。隨著國(guó)家“211 工程”、“985 工程”等項(xiàng)目的實(shí)施,我國(guó)高校大型儀器設(shè)備得到較快發(fā)展,為了最大限度地提高大型設(shè)備的利用率,盡量避免重復(fù)建設(shè)、效率低下、資源浪費(fèi)等現(xiàn)象,同時(shí)也有利于維持一合理的成本攤派和受益分配[3],目前校內(nèi)和校際實(shí)現(xiàn)設(shè)備共享已經(jīng)成為一種趨勢(shì)[1,4-10]。不同的單位提出了有一定區(qū)別但核心問(wèn)題基本相同的方法或措施,主要手段是建立大型貴重儀器設(shè)備的共享信息平臺(tái),建立分析測(cè)試中心以便對(duì)大型或超大型實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理,或?qū)嵭写笮蛢x器設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化管理,網(wǎng)上預(yù)約登記,既便于申請(qǐng)人員的使用,又有智能化的監(jiān)控分析,為后續(xù)設(shè)備的建設(shè)提供客觀參考;建立一支專(zhuān)業(yè)化的設(shè)備使用和管理隊(duì)伍,對(duì)上網(wǎng)儀器進(jìn)行操作、維護(hù)、相關(guān)人員的培訓(xùn)等;建立專(zhuān)項(xiàng)的設(shè)備維護(hù)資金,以確保設(shè)備的長(zhǎng)期、低故障運(yùn)行。

        目前關(guān)于設(shè)備、技術(shù)體系應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)[8,11]可以歸納如下:

        (1) 設(shè)備共享。這是對(duì)大型、超大型設(shè)備的基本要求,全社會(huì)的研究團(tuán)體共享是其最高目標(biāo);對(duì)于其他的較大型專(zhuān)業(yè)設(shè)備的共享是局部共享,既提高了利用率,又便于管理,促進(jìn)了合作與交流。

        (2) 技術(shù)共享。諸多技術(shù)是人類(lèi)精神財(cái)富的一部分,因不涉及盈利目的,一般都?xì)g迎相關(guān)的研究人員使用。既促進(jìn)了使用單位的研究,同時(shí)也擴(kuò)大了對(duì)研發(fā)單位或人員的影響。

        (3) 管理體制的創(chuàng)新。隨著國(guó)家對(duì)科研、教育等方面的投資力度的增加,相關(guān)國(guó)家、省部、校級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的數(shù)量會(huì)愈來(lái)愈多,購(gòu)置的設(shè)備也隨之增加,用到的高精尖技術(shù)及普通技術(shù)也愈來(lái)愈多,研發(fā)的技術(shù)也會(huì)逐漸增多,尤其是在近期國(guó)家自然科學(xué)基金委儀器專(zhuān)項(xiàng)的引領(lǐng)下,一系列的普通的高智能儀器和專(zhuān)用設(shè)備會(huì)逐漸增多,因此儀器及技術(shù)的推廣和管理也需要與時(shí)俱進(jìn),做相應(yīng)的調(diào)整,加強(qiáng)智能化和網(wǎng)絡(luò)化。

        2 校級(jí)“示范中心”設(shè)備、技術(shù)共享現(xiàn)狀

        目前,相關(guān)的科研好管理人員在加強(qiáng)對(duì)大型、貴重儀器設(shè)備實(shí)行共享的制度和切實(shí)可行的操作程序的同時(shí),也逐步認(rèn)識(shí)到對(duì)普通實(shí)驗(yàn)室中設(shè)備開(kāi)展共享的探討[11-16]。如中山大學(xué)建立了對(duì)校、院兩級(jí)實(shí)驗(yàn)中心的創(chuàng)新管理和運(yùn)行機(jī)制,開(kāi)展了儀器設(shè)備實(shí)現(xiàn)“統(tǒng)管共用、專(zhuān)管共用、管用適度分離”的運(yùn)作嘗試,同時(shí)建立教學(xué)與科研融合、擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放的共享模式[12]。我校除對(duì)單價(jià)超過(guò)8萬(wàn)元的設(shè)備作為貴重儀器設(shè)備,實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上預(yù)訂、共享之外,設(shè)備處也在生命學(xué)院的部分實(shí)驗(yàn)室安裝了預(yù)約使用設(shè)備,強(qiáng)化對(duì)較貴重儀器、設(shè)備使用的監(jiān)管,以提高使用效率和管理水平。卞寧生等[13]也建立了教學(xué)型大型儀器實(shí)驗(yàn)室資源共享平臺(tái)的構(gòu)建原則與管理模式。甚至在經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)的地區(qū)建立校企共建實(shí)驗(yàn)室的思路,既解決了高校經(jīng)費(fèi)暫時(shí)緊張的困境,又緩解了企業(yè)智力資源暫時(shí)不足難題,實(shí)現(xiàn)共贏式發(fā)展[11],促進(jìn)高校普通實(shí)驗(yàn)室的內(nèi)涵式發(fā)展、有利于培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型人才。

        但是對(duì)于國(guó)內(nèi)眾多大學(xué)的普通實(shí)驗(yàn)室,目前一個(gè)比較普遍的現(xiàn)象是,現(xiàn)有的專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室、國(guó)家級(jí)及市級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室雖然設(shè)備清單在網(wǎng)上均可查到,但多隸屬于下轄的各實(shí)驗(yàn)室,如我校的“生物過(guò)程和藥物轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)示范中心”(簡(jiǎn)稱(chēng)“示范中心“)下屬有13個(gè)分室,雖然研究的大領(lǐng)域相似,實(shí)則研究方向差別明顯,所用技術(shù)既有共性,又各有特色,涉及到基因操作技術(shù)、微生物培養(yǎng)與發(fā)酵、生物活性物質(zhì)的轉(zhuǎn)化與提取、蛋白質(zhì)類(lèi)藥物和其他生物藥物的改性與純化、藥物和生物活性物質(zhì)的分析、表征與藥理學(xué)實(shí)驗(yàn)、劑型改造等相關(guān)的研究,對(duì)應(yīng)的設(shè)備位于各實(shí)驗(yàn)室,雖便于管理、維護(hù),但共享性不是很強(qiáng),相關(guān)技術(shù)的通曉性也不高。通過(guò)走訪我校的其他單位以及其他的大學(xué),這種情況比較普遍。歸納起來(lái)有如下幾個(gè)問(wèn)題需要改進(jìn):① 各實(shí)驗(yàn)室設(shè)備、技術(shù)獨(dú)立性強(qiáng),互通性弱。普通設(shè)備還多處于分散管理、分別使用的現(xiàn)象;對(duì)于與設(shè)備相關(guān)的研究技術(shù)(包括最通用的技術(shù)和專(zhuān)用技術(shù))還停留在相對(duì)孤立的狀態(tài),各單位、實(shí)驗(yàn)室、研究組“各自為政”,小單位(非課題組)內(nèi)交流情況并不充分,即便是在作為有一定發(fā)展的PI制實(shí)驗(yàn)室(首席科學(xué)家方式)中,這種現(xiàn)象也很明顯。② 各實(shí)驗(yàn)室設(shè)備/技術(shù)體系在被本室人員使用時(shí),臨時(shí)性強(qiáng),系統(tǒng)性弱。目前,研究生是研究工作的主要生力軍,囿于知識(shí)面的積累比較薄弱、科研素質(zhì)有待發(fā)展等情況,他們對(duì)本實(shí)驗(yàn)室設(shè)備、技術(shù)體系的掌握情況尚不夠全面,對(duì)于其他實(shí)驗(yàn)室的了解情況更是不足,尤其在新生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展課題研究的初期階段,這種情況更是令人擔(dān)憂(yōu),很少有實(shí)驗(yàn)室對(duì)新近人員進(jìn)行設(shè)備、技術(shù)體系進(jìn)行全面、系統(tǒng)性介紹。對(duì)于諸如像我?!吧镞^(guò)程和藥物轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)示范中心”這樣規(guī)模較大的專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室,一般僅是對(duì)學(xué)生進(jìn)行安全方面培訓(xùn),對(duì)于整個(gè)設(shè)備架構(gòu)和技術(shù)體系一般是采用“摸著石頭過(guò)河”的方式進(jìn)行,既無(wú)統(tǒng)一性介紹,又無(wú)非常簡(jiǎn)單的手冊(cè)性資料提供參考。③ 在需求膨脹的前提下,通用設(shè)備重復(fù)購(gòu)置,使用率有限。④ 從相關(guān)老師角度看,相關(guān)老師的技術(shù)視野也較多地局限在傳統(tǒng)的或本課題組慣常的設(shè)備或技術(shù),對(duì)于日益發(fā)展的生命科學(xué)來(lái)說(shuō),也顯得有點(diǎn)滯后。

        3 提高技術(shù)體系共享水平的思考與嘗試

        根據(jù)了解的問(wèn)題以及通過(guò)思考、討論,我們認(rèn)為,在目前資源相對(duì)緊張的情況下,學(xué)校儀器設(shè)備資源的共享應(yīng)該是多層次、多方位、多面向的。為此,為了發(fā)揮校級(jí)實(shí)驗(yàn)室“生物過(guò)程和藥物轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)示范中心”的設(shè)備優(yōu)勢(shì)、技術(shù)優(yōu)勢(shì)和智力優(yōu)勢(shì),在對(duì)整個(gè)設(shè)備和技術(shù)體系進(jìn)行梳理的基礎(chǔ)上,根據(jù)兄弟院校對(duì)普通實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展的提高共享水平的思路[14-16],提出了提高本“示范中心”技術(shù)與設(shè)備共享水平的思路與嘗試。具體措施如下:

        (1) 編輯“示范中心”的技術(shù)手冊(cè)。因各分室實(shí)際上也采用了類(lèi)似于國(guó)際上比較流行的PI制研究和管理模式,相互間的溝通與交流并非十分明顯,因此首先由各分實(shí)驗(yàn)室各自整理出2-3項(xiàng)主要技術(shù),說(shuō)明其在相關(guān)研究中的作用,同時(shí)注明該技術(shù)的研究用途,所需要的主要設(shè)備。我們根據(jù)所收集到的技術(shù)進(jìn)行整理、篩選,尤其是對(duì)有啟發(fā)性的技術(shù)進(jìn)行重點(diǎn)標(biāo)注和推廣,匯集成冊(cè)、分發(fā)到各實(shí)驗(yàn)室。最后歸納的技術(shù)體系包括“微生物及應(yīng)用”、“基因操作及分析”、“蛋白質(zhì)及生物活性成分的提取與分離”、“生化分析”、“藥物合成及制備”、“藥效學(xué)評(píng)價(jià)”等六方面的內(nèi)容。

        (2) 完善手冊(cè)內(nèi)容。在手冊(cè)中,在對(duì)每個(gè)技術(shù)體系介紹時(shí),除包括所歸屬的研究領(lǐng)域、實(shí)驗(yàn)原理、技術(shù)應(yīng)用和所用的設(shè)備外,還包括設(shè)備的存放房間、技術(shù)負(fù)責(zé)人;同時(shí),我們還根據(jù)大家的成功經(jīng)驗(yàn),整理了有利于實(shí)驗(yàn)成功的小貼士,包括常規(guī)實(shí)驗(yàn)技巧、常見(jiàn)問(wèn)題等以及各實(shí)驗(yàn)室推薦的銷(xiāo)售實(shí)驗(yàn)室常用化學(xué)試劑、生物試劑、耗材等的商家信息(及聯(lián)系方式)、設(shè)備維修電話(huà)等,以便不時(shí)之需。

        (3) 開(kāi)展技術(shù)體系講座。由研究生代表將上述資料制作成ppt形式(由相關(guān)責(zé)任老師修改后),集中一定時(shí)間向本實(shí)驗(yàn)室的全體研究生進(jìn)行宣講,以擴(kuò)大該技術(shù)的通曉性,以便非本室研究生學(xué)習(xí)、參考、討論。在宣講時(shí)主要介紹該技術(shù)的用途,簡(jiǎn)要介紹該技術(shù)的原理和操作過(guò)程(或細(xì)節(jié))(在相關(guān)課程中對(duì)此有一定的介紹)。每個(gè)技術(shù)的介紹時(shí)間很短,得到了與會(huì)同學(xué)的歡迎。

        (4) 網(wǎng)上介紹?!笆痉吨行摹苯ㄓ凶约旱木W(wǎng)站,本手冊(cè)上傳到網(wǎng)頁(yè)上,共大家參考。

        通過(guò)上述過(guò)程,可以達(dá)到:① 拓展知識(shí)面“示范中心”的全部研究室的典型和特色技術(shù)進(jìn)行介紹,對(duì)研究生而言,既是一個(gè)尋找新技術(shù)的機(jī)會(huì),更是一個(gè)了解現(xiàn)在較為流行的技術(shù)的機(jī)會(huì),大大拓展了知識(shí)面,同時(shí)對(duì)相關(guān)課程的學(xué)習(xí)有進(jìn)一步的了解或鞏固。由于各分室都有相對(duì)獨(dú)立的技術(shù)或技巧,這既有助于該技術(shù)的推廣,打破實(shí)驗(yàn)室之間的無(wú)形之墻,更能激發(fā)相關(guān)研究生碰撞出新的火花,以助力合作研究和創(chuàng)新。② 探索新型管理模式?!笆痉吨行摹苯⒌倪@種相對(duì)簡(jiǎn)便的技術(shù)推廣模式有助于擴(kuò)大設(shè)備的共享性,藉此達(dá)到:以技術(shù)體系(知識(shí)體系)共享帶動(dòng)、促進(jìn)設(shè)備共享,甚至達(dá)到設(shè)備共享與技術(shù)共享的互助,實(shí)現(xiàn)研究水平的提升;以設(shè)備共享帶動(dòng)設(shè)備管理和提高使用效率,為新設(shè)備的購(gòu)置提供修正意見(jiàn)和參考。

        4 結(jié) 語(yǔ)

        對(duì)于由學(xué)?;驀?guó)家資助所購(gòu)置的設(shè)備要做到物盡所用,相關(guān)的技術(shù)是人類(lèi)知識(shí)體系的一部分,也應(yīng)發(fā)揮最大的作用,我們提出的“示范中心”實(shí)驗(yàn)設(shè)備、技術(shù)管理的探索思路和嘗試是對(duì)現(xiàn)有的重大儀器與設(shè)備使用、管理模式的重要補(bǔ)充,相信對(duì)于普通實(shí)驗(yàn)中心、工程中心的設(shè)備的日常管護(hù)也有一定借鑒作用。

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        文后參考文獻(xiàn)表編排格式

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        (3) 論文集:主要責(zé)任者.文集名[C].出版地:出版者.出版年.起止頁(yè)碼.

        (4) 析出文獻(xiàn):作者.題名[C或M]//編者.文集名(或?qū)V?.出版地:出版者.出版年:起止頁(yè)碼.

        (5) 學(xué)位論文:主要責(zé)任者.題名[D].保存地:保存單位,公布年.

        (6) 報(bào)告:主要責(zé)任者.題名[R].出版地:出版者,出版年.

        (7) 專(zhuān)利文獻(xiàn):申請(qǐng)者或所有者.專(zhuān)利題名:國(guó)別,專(zhuān)利號(hào)[P].公告日期[引用日期].

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        (9) 電子文獻(xiàn):主要責(zé)任者.題名[EB/OL].發(fā)表或更新日期[引用日期].獲取和訪問(wèn)途經(jīng).

        (10) 國(guó)際、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn):標(biāo)準(zhǔn)編號(hào),標(biāo)準(zhǔn)名稱(chēng)[S].

        (11) 各種未定義類(lèi)型的文獻(xiàn):主要責(zé)任者.題名[Z].出版地:出版者,出版年.

        (本刊編輯部)

        On Improving the Sharing Level of Instruments and Techniques in Bio-technology Laboratory

        ZHAODong-xua,LIHan-juna,LIQina,LIChuna,PENGShao-chunb

        (a. School of Life Sciences; b. Laborotory and Equipment Management Department,Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, China)

        Analyzing the current status of use of instruments and techniques based on the general laboratory of university was helpful to improve the sharing level. The present paper gave some suggestions and measurements for improving the sharing level of instruments and techniques of bio-technology laboratory based on the analysis of the tendency of management and sharing level of the valuable equipments and large scale instruments in State Key Laboratory and Province Key Laboratory and Centre of Bioprocess and Medicine Transformation (Centre for short) in Beijing Institute of Technology and other likely laboratory. The measurements included that: ① A handbook of the main technique used in the “Centre” was edited. ② The handbook had contents of principles and instruments of every technique, room for placing, principals for the instruments and questions frequently asked and so on. ③ The “handbook” was propagandized in class of graduate students and demonstrated how to use the handbook. ④ The handbook could be uploaded in the webpage of the “Centre”. These opinions and attempts not only have aids of understanding and using these techniques and instruments for the graduates, but also benefit for realizing the development idea of laboratory. It realized that “The sharing of techniques promotes and improves the sharing of equipments, the sharing of equipments enhances the management of equipments and increases the using efficiency”.

        bio-technique; management of laboratory; sharing of instruments; sharing of technique

        2015-03-22

        2012年度北京理工大學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與管理軟課題

        趙東旭(1965-),男,河南開(kāi)封人,博士,副教授,生物工程系副主任,主要研究方向:生物活性成分的分離分析。

        Tel.:010-68914495-802; E-mail:zhaodx@bit.edu.cn

        G 311

        A

        1006-7167(2016)01-0257-04

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