高校大型仪器设备SOP规范化管理及其应用

马淑凤， 卢莉璟， 王文龙， 张 浩， 马 芸

（1.江南大学a.食品科学与技术学院；b.机械工程学院，江苏 无锡 214122；2.江苏省高邮实验学校，江苏 高邮 225600）

0 引 言

大型仪器设备不仅是提高实验教学质量、培养高素质人才的重要条件，而且是高校提升科研水平、服务社会的重要物资保障，更为国家重大项目技术研究提供有力支撑［1-2］。近几年，随着我国经济的快速稳定发展以及科技实力的不断增强，国内高校、科研院所的实验条件得到了快速长足的发展。高校在实验室环境、设备台套数、精密大型仪器设备数和设备总额以及实验室硬件均得到了快速提升［3-5］。随着实验室环境、规模、设备数量和精密大型仪器设备的增加，如何迅速提升实验管理的软环境以快速与实验室硬件环境相匹配，在更好服务教学科研、保证实验分析规范可靠的同时，确保实验操作人员、实验设备和实验室安全，成为高校急需解决的现实问题［6-7］。

1 大型仪器设备SOP规范化管理及普及

相对于基础实验室，大型仪器实验室的功能更加复杂，所测试的实验样品种类千差万别，预防各种意外的安全管理更为重要，因此高校大型仪器实验室安全管理的规范化和专业化必须摆在实验室建设的核心位置［8］。目前，高校大型仪器设备实验室仍存在仪器操作和管理的规范化与安全管理制度不完善，以及现有规范化文件过于文本化和专业化，致使教学科研工作者尤其是实验操作者“难于”或“懒于”获取规范操作的技能，而造成诸多安全隐患等突出问题［9-10］。对高校内实验室大型仪器设备标准作业程序（SOP）规范化管理进行研究，并将其以应用面很广的互联网信息推介平台方式面向校园乃至社会公开化、趣味化、科普化，从而达到大型仪器设备实验过程与操作规范使用的便利化、常识化和常态化，对提高高校大型仪器设备的管理水平具有重要意义。

2 大型仪器设备SOP管理存在的问题

2.1 大型仪器设备的不当操作造成直接损失和隐患

一方面实验室缺乏SOP规范化管理的系统化程序，实验室管理和实验操作要求不够规范［11］；另一方面，现有的文本化规范不便理解、操作和执行，而宣传、培训和管理环节又跟不上，实验操作者尤其是学生不知道也不愿花时间获取正确的操作规范，实验操作过程出现“有法不依”和“有法难依”的情况，学生缺乏实验规范、实验安全、甚至是保证实验精度的意识［12］。由此，大型仪器设备因不当操作造成的损坏常有出现，同时也给操作人员、实验设备、实验室安全和教学科研数据的可信度埋下了隐患。

2.2 大型仪器设备在专业、学科的应用缺乏深入开发

高校大型仪器设备普遍存在测试排队难的问题，一般常集中在常规指标的测试，很多实验设计者用大型仪器设备也只是为了能用到该设备，而测试的指标其实可以用其他小设备或常规的测试方法即可获得，而使用大型仪器设备出现“杀鸡用牛刀”，严重浪费优质资源。同时，大型仪器因缺乏专业功能的深层次开发，很多使用大型仪器设备的科研实验方案存在跟着文献走，不求甚解的情况，精密仪器的强大功能未充分发挥，优质资源再度浪费［13］。

2.3 大型仪器设备操作培训缺乏系统规范化设计

目前高校实验室一般都拥有较为高精、先进的实验测试设备和大型仪器，有针对这类大型设备和仪器开展的培训，但是其培训过程仅关注学生对单一设备的操作过程，缺乏站在大实验管理高度对实验室规范、安全和资源系统整体的了解，其内容缺乏对不同大型仪器设备实验过程规范与安全共性要点的提炼。特别是，当前多学科交叉环境下，实验过程中不同实验要求与安全风险的高、中、低值设备的选用具有系统性和复杂性，学生实验培训的单一性和局限性，导致他们无法从系统工程角度对项目的实验过程进行综合性分析。

2.4 缺乏推广实验室SOP规范化管理的信息化宣介

当今信息与新媒体技术发展迅猛，而高校实验室规范化管理未能充分利用信息化技术，过于严肃，信息化推介形式缺乏，难以互动［14］。①现有的实验室和仪器设备管理规范不但尚需完善，同时由于仪器设备管理人员精力有限，在实验操作人员实际使用过程中，现有的文本性规范出现“压箱底”的情况，部分实验操作人员懒于进行“查字典”式操作，出现潜在的安全隐患。②多数理工科院校均有多个共性的实验方向和要求，如食品、生物、纺服、化工、物理等工科专业和学科方向。这些不同方向的学生在实验和大型仪器设备操作和使用过程中往往缺乏相互交流，未能实现多院系跨专业学科的实验资源信息共享，使师生丧失这一获取实验规范信息与交流的渠道［15］。

3 大型仪器设备SOP规范化管理及普及应用

以热物性大型仪器设备为例，在实验室整体上做顶层设计，在实验室和仪器设备两个板块系统地梳理管理文件，分别建立实验室管理SOP文件库和仪器设备管理SOP文件库。分析各个实验室和仪器管理SOP文件的共性要求和各自特点，建立实验管理要求的关系矩阵，按共性技术和个体要求分层次、分步骤设计不同SOP文件普及化脚本，利用视频、动画、图片，以通俗、幽默等大众更易接受的形式通过互联网信息平台等手段推介实验室和大型仪器设备的操作规范和安全要求（见图1）。

图1 大型仪器设备SOP规范化管理及常识化普及应用

3.1 建立大型仪器设备操作SOP规范文件库

以热物性大仪设备为例，建立一套完整的大型仪器实验室和仪器操作SOP规范，消除隐患，打造面向学校及校外大仪设备SOP管理示范点。热物性实验室的SOP文件制定程序见图2。

图2 热物性实验室的SOP文件制定程序

热物性实验室的SOP文件组成框架见图3。主要包括：热物性实验室工作管理程序，实验室工作流程图，以及包含实验室工作制度、岗位责任制、标本管理制度、试剂管理制度、环境消毒隔离制度、实验台消毒措施、废弃物处置和实验室消毒、废弃物处置和实验室消毒、消防安全制度、生物安全防护制度、热物性测试程序、测试结果的输出方法、测试结果的解释、监测数据的记录与保存、保密程序制度、质量管理制度、仪器的使用与维护在内的实验室规章制度。

图3 热物性实验室的SOP文件组成框架图

热物性实验室涉及到的仪器设备特别是高精尖中大型仪器设备较多，如：热流型差式扫描量热仪、功率补偿型差式扫描量热仪、手动热失重分析仪、自动进样系统热失重分析仪、动态热机械分析仪、同步热分析仪、旋转流变仪、物性分析仪、全自动表面张力仪、激光粒度分析仪、纳米粒度及ZETA电位仪、流变发酵测定仪、快速粘度分析、全自动表面张力仪、激光粒度分析仪、多角度粒度与高灵敏度Zeta电位分析仪等等，这些仪器精度高、维修成本高、对使用者技术要求高，故对其进行规范化管理非常必要，需建立完整的热物性仪器SOP管理规范，内容主要包括：仪器档案、仪器定标程序、仪器手册、仪器定标时间表、仪器标准操作程序、试剂与标本装载程序、仪器校验程序、开关机程序、仪器维护保养程序、仪器参数设置校准程序等。同时，建立热物性仪器软件操作帮助文件，以及热物性仪器实验过程关联设备的操作规程也十分必要。

将实验室工作流程、管理规章制度等标准以及仪器设备技术文件构建成实验室和仪器操作SOP规范文件库是实验室和仪器操作完善“法”，使实验过程“有法可依”的过程。严格执行SOP管理文件，不仅保证了实验设备操作的标准性和一致性，消除了实验设备因不当操作造成的损坏隐患；而且保证了实验的规范性、安全性以及实验精度，进而为教学科研数据的可信度提供了保障。

3.2 优化大型仪器设备资源利用，探索开发高精功能的新模式

制定并规范实验室大型仪器设备使用指标范围，使大仪设备测试申请条件标准化。①梳理热物性大仪的测试功能，统计热物性大型仪器设备使用数据，并对照校内实验资源与环境，梳理热物性大型仪器测试指标点，拟定倾向于使用大型仪器设备专用指标；②在规范化管理中严格限制、完全可用常规仪器设备与方法即可处理或获得实验参数及指标；同时，对大型仪器设备专用指标测试实验和仪器新功能开发实验享受优先使用权。由此来缓解高校普遍存在的大型仪器测试排队难的问题，从而优化大型仪器设备资源利用。

结合专业学科需求，深入开发大型仪器设备高精功能。热物性大仪的专职管理人员时刻关注本领域学科、专业发展新技术和热点，积极参与使用大型仪器设备的教学科研项目组的教学科研项目，对项目组研究方向、内容、目标以及测试对象特性进行深入了解，针对实验内容和要求协助课题组设计并制定合理的大型仪器设备使用实验方案，并根据研究目标深层次、针对性地开发大型仪器设备的专用的高精深新功能。为教学科研做专业的服务，同时使项目在仪器测试应用上实现创新，改变既有指标测试的新思路，引领行业测试技术发展，拓展大型仪器设备专用功能，以充分发挥大型仪器设备和管理人员的双重资源优势，进一步避免优质资源的浪费。

3.3 实行先“面”后“点”的大型仪器设备规范管理

大型仪器操作人员上机前的培训是保证规范和安全至关重要的一个环节，各个实验室的培训已形成了既有的形式，而该类形式中，多以单机操作为主，缺乏站在大实验管理高度对实验室规范、安全和资源系统整体了解，导致实验室及大仪设备使用者无法从系统工程角度对设计实验项目的过程进行综合性的分析。

实验室应从针对实验室及大型仪器设备本身，以及其测试过程的关联设备、试剂、样品等特点出发，以顶层管理的视角，先分析一个“面”：即实验室仪器设备资源配置，以及实验室和设备共性的规范和安全问题；然后再布“点”：具体到典型设备的SOP操作规范，有层次、有步骤、系统的设计培训方案，以在节约培训人员和时间成本的同时，优化实验资源的使用结构，并消除潜在隐患。

3.4 研究实验室SOP规范化管理推介新形式

针对实验室和大型仪器设备的操作与安全规范SOP文件库，以腾讯、微信等主流互联网信息传介平台为手段，设计一套面向高校的推介材料，实现大型仪器设备实验室和设备操作与安全规范获取的便捷化、趣味化，最终实现操作与安全规范常识化。将实验室、大型仪器设备SOP规范文件以视频、动画、图片等形式案例化，以浅显易懂、幽默的语言和媒体形式表现实验过程的规范和要求，多学科交叉、多单位协作、多小组合作共同打磨脚本，以趣味化、常识化形式推介实验室和仪器设备的SOP规范和安全要求。由不同学科或项目小组分工整合推送实验室平台媒文，由各实验室仪器管理人员承担各自仪器设备的推介媒文，明确媒文“谁推送谁负责”，确保专业答复，营造实验室、大型仪器设备SOP规范文件的交流共享环境，增加不同专业、不同学科、不同教学科研方向的仪器操作者在线上共享实验资源信息与经验，拓宽师生获取实验规范与安全信息的渠道。

4 结 语

大型仪器设备的SOP规范化管理及其常识化普及应用措施为实验规范与安全背景下的实验室和大型仪器设备管理探索了一条行之有效的操作途径，具有较强的实用性和可操作性，特别适合当前实验室管理中规范化有待完善、系统化不足、实验规范难于便捷获取现状下的应用。经过实践，该实验室管理改革研究对高校提高大型仪器设备资源的利用效益、提升实验管理的软环境、提高大型仪器实验室建设的质量具有较强的促进作用，是对实验室及其大型仪器设备管理改革的有益尝试，可以为高校、科研院所的大仪实验室管理改革提供有益的参考。