地方医学院校显微成像平台的建设及管理新探索

廖永华 ，崔江禹 ，何 芳，高茂华 ，陈盛强

（1.广州医科大学基础医学院科研共享平台，广东 广州 511436；2.广州医科大学附属第一医院广州呼吸健康研究院，广东 广州510120；3.广州医科大学科研实验中心，广东 广州 511436；4.广州医科大学卫生管理学院，广东 广州 511436）

推动大型科研仪器的开放共享，充分释放服务潜能，提高仪器的使用效率，已被提升到国家战略层面。国务院和教育部分别出台的《关于国家重大科研基础设施和大型科研仪器向社会开放的意见》《关于进一步做好重大科研基础设施和大型科研仪器开放共享工作的通知》[1-2]提出要完善基础研究的基础条件建设，推进开放共享，规定政府预算资金投入建设和购置的用于科学研究和技术开发活动的各类单台套价值在50万元及以上的科学仪器设备，要为其他高校、科研院所、企业、社会研发组织以及个人等社会用户提供服务。近年来，地方医学院校的科研平台建设取得很大的成就，但实验室资源集中投入少量优势学科，其他学科尤其是新兴学科实验室建设滞后，资源共享协调不畅，仪器设备使用效能低[3]。以广州医科大学基础医学院科研共享平台为例，它为学校的科研发展、研究生教育提供重要支撑，面向全校（含附属医院）、呼吸疾病国家重点实验室的研究生及科研人员开放，由显微镜室、分子室、形态室、行为学室和生化仪器室等五大部分组成，其中以显微镜室的大型仪器为主体的显微成像平台是重要组成部分。显微镜在生命科学研究中应用非常广泛，是神经生物学、细胞生物学、药理学和免疫学等学科的研究工具[4-5]。随着高水平学校和“双一流”学校建设的推进，科研项目和经费不断增长，研究生数量倍增，必将带来诸多管理和服务上的问题。本文对显微成像平台的建设发展、使用实践和管理新探索进行阶段性总结，供大家参考。

1 显微成像平台的建设与发展

近六年来，显微成像平台的建设，从无到有，实现跨越式发展，形成由“体视显微镜—普通显微镜—全视野细胞扫描分析仪—组织切片扫描仪—正（倒）置荧光显微镜—激光扫描共聚焦显微镜（含双光子）—电子显微镜”的体系，从生物研究的宏观结构到微观亚结构，再到细胞内特定物质的功能性研究，图像精度从厘米到纳米级发展（见表1）。分析近年平台仪器的预约使用数据，显微成像平台的预约使用率约占70%机时，激光扫描共聚焦显微镜的预约使用则占显微成像平台中的近70%机时，说明研究生对显微成像平台仪器的使用需求最大。

表1 显微成像平台仪器汇总（nm）Table 1 The aggregation of microscopic imaging platform instrument summary（nm）

1.1 合理规划仪器购置

当前国家与地方在科研方面投入经费逐年增加，但落实到具体的基层单位依然捉襟见肘。显微成像平台作为科研共享平台的建设重点，必须合理规划、循序发展[6]，从普通光学显微镜、荧光显微镜、数字化切片扫描仪、体视显微镜、激光扫描共聚焦显微镜、电子显微镜等，发展到一定的程度后，进行合理优化、补短板和更新换代等。如激光扫描共聚焦显微镜常用于脑组织切片大视野成像，可以购置高质量的多功能荧光扫描仪满足使用需求，以分流机时。

1.2 管理信息化建设

依托计算机互联网技术，完善平台管理的信息化，紧扣“互联网+”的发展趋势[7-8]，显微成像平台的大型仪器接入科研共享平台的信息管理系统，构建基于标准化、信息化、规范化和智能化的现代开放实验室管理系统，包括培训和考核准入系统、门禁系统、预约系统、安全监控系统、计时管理系统、效益评价和数据统计系统等，提高显微成像平台的管理水平和使用效能。

1.3 安防及环境建设

显微成像平台的仪器都是进口的高端精密仪器，价值不菲，环境要求高，应安排专职人员进行管理。安全方面：一是门禁系统和传统锁匙相结合，确保仪器硬件安全；二是视频监控室内仪器使用情况、防水、防火等安全情况；三是刷卡使用，方便审核和追踪使用轨迹。环境方面，配置空气抽湿机和空调机，湿度40%～60%，温度20℃～22℃，防尘、避光等。

2 运营管理实践

2.1 日常管理

工作时间内由专职管理人员负责，业余时间和节假日由科研助理或勤工俭学的学生协助现场值班，负责平台开放管理和仪器安全问题管理，如发现具体仪器的专业性问题应立即报告专职管理人员处理。专职管理人员收到信息后，首先是远程遥控指导解决问题，如不成功则回现场处理。

2.2 管理制度

在学校相关规定的指导下，制定《仪器使用规章制度》《违规操作处理办法》《仪器设备预约使用协议》和《科研平台日常管理规范》等，完善预约、审批、使用和登记制度，以确保仪器的安全以及使用轨迹有据可查，厘清责任，要求实验完成后如实填写设备使用记录及实验室安全记录。

2.3 培训体系

制定新进仪器分级培训安排表（见表2），对使用对象进行分级，首次常规化培训，已在购买合同上明确厂方培训责任，仪器验收合格后，由厂方应用工程师进行仪器的基本原理和操作的初级培训，然后根据使用者熟练程度分级，有针对性地开展培训，帮助不同层次的使用人员提升操作技术水平。专职管理人员优先被培训，仪器使用的中远期由专职管理人员对新入室的人员进行“一对多”的培训，一般不超过3人，以免影响培训效果。根据需要，每年定期开展4次左右的专题培训，普及仪器的基本理论和操作技术，因需开展高级功能培训。

表2 新进仪器分级培训安排Table 2 Grading training arrangement for new instrument

2.4 预约使用的管理

制定个性化考核计划，对使用人员的仪器知识和操作技术进行考核，根据操作熟练程度分级管理，制定预约使用管理分级管理表（见表3），遵循“首次预约—培训—操作考核—二次预约—审核—使用”的流程，从平台管理信息系统上进行审核，审核后才能使用。在分类使用管理上，对初级操作者严格审核，限制其预约上班时间的机时，方便管理人员及时抽查其熟练程度并及时指导，中高级操作者允许其自由预约使用时间[9]。

表3 预约使用分级管理Table 3 Appointment using hierarchical management

2.5 仪器的保养和维修

显微成像平台的仪器对全校研究生开放，随着科研项目和研究生数量的增多，使用者的素质和操作技能参差不齐，与仪器的故障率有很大的关系。为此，一是加强使用者的培训和使用过程的监督管理；二是与厂家联合制订期保养计划，定期上门检修保养；三是安装仪器信息发射器，定期向厂家发送仪器的健康状况数据，有问题及时处理。多种措施确保仪器的正常运行，保障科研工作的正常开展。

3 存在的问题

3.1 供需矛盾

随着学校的发展，导师和科研项目不断增多，研究生数量剧增，仪器的预约使用率非常高，特别是对激光扫描共聚焦显微镜的需求上，基本是满负荷运行，近五年的平均预约记录3 650机时，供需矛盾突出，再加上部分使用者操作技术不熟练，占用机时长，效率差，也有部分使用者把大型仪器用于预实验的筛选，浪费机时，损耗激光器。

3.2 故障问题

仪器的使用率高，仪器故障时有发生，零件损耗增加，其中的汞灯、激光器尤为显著。在激光共聚焦显微的维保检查中发现，常用的488 nm激光器5年激光器功率衰减70%，不常用的514 nm激光器由于闲置未通电使用，激光器功率衰减异常，这个问题值得思考并研究解决。

3.3 培训教材问题

日常培训基本上以仪器的使用说明、培训PPT内容为重要参考。由于科研仪器技术的发展，更新迭代较快，缺乏专门的系统性教材，建议加强协作研究，编写符合科研共享平台大型仪器教学与培训的通用性教材。

3.4 晋升问题

仪器管理工作岗位是服务岗位，发展前景较一般，对有技术和高学历的人才缺乏吸引力，加上难以申请经费或项目去开展有效的科研工作，科研业绩获得感低，晋升困难，造成管理人员的水平参差不齐，影响仪器高级功能的应用和开发。需要完善有效的人才激励机制，吸引优秀人才加入管理队伍中，提升管理和服务科研的能力[10-11]。

3.5 品牌仪器选择

在平台中存在不同品牌的仪器较多见，虽原理基本相同，但操作系统上差别较大。据调查，近50%的使用者有仪器品牌选择上的困惑，所以在进行新的仪器购置计划中，既要考虑仪器的先进性，又要考虑仪器的体系化管理和培训问题。

3.6 高级功能配置

根据粗略统计发现，很多仪器的高级功能使用率较低，如激光扫描共聚焦显微镜，常规的融合共定位拍照占近90%以上，所以在大型仪器的高级功能选择上，要考虑高低配，提高经费的使用效能，如校级平台的激光扫描共聚焦显微镜，可考虑1∶5的比例高低配置。

3.7 数据安全与病毒防护

大型仪器的专业软件功能强大、模块多、程序复杂，很容易被抗病毒软件误识别为病毒，所以，大型仪器的配套计算机系统一般没安装抗病毒软件，在数据转移的管理上，强调使用光盘刻录数据，禁止使用U盘和移动硬盘，但很难完全禁止。所以，尽可能建立中央数据库，利用互联网技术，实时数据上传和存储，使用者通过自己的终端下载数据。

4 运营管理新探索

4.1 管理创新

传统的科研平台管理模式是按照大型仪器的功能类型，分成多个小平台，技术人员分类负责，各司其职，权则分明，确保专业性，但也有一定的缺点，如不同类型仪器的管理技术人员缺乏互通性学习和角色互补，遇到某个专职管理人员请事假，就会影响正常运作。建议开展“A、B角”工作制度，明确职责、加强协作，提高管理和服务效能，确保平台工作有序开展。A管理人员和B管理人员在必要时临时代对方处理其分管平台工作，不至于影响平台的正常运作。同时，科研平台一般是24小时开放，8小时外的时间，存在一定的安全隐患，尝试建立临时安全负责人制度，即在专职管理人员或值班人员下班后的时间，把此时段的仪器预约使用者指定为该室或仪器的临时安全负责人，提高安全意识，确保实验室和仪器的安全。

4.2 开展作品评比大赛

以激光扫描共聚焦显微镜为例，与相应的仪器公司合作，开展显微图像作品评比大赛，要求融科学性和艺术性为一体，培养研究生的科研创新思维能力，提高仪器的实践操作能力。邀请相关专家对参赛作品做出公正性和合理性评价，给予适当的奖励。从近几届的实践看，研究生的参与热情高涨，提交的作品均有一定的可欣赏性。

4.3 国产仪器的试用平台

科学仪器是科技创新的坚实基础和必备条件，是推动科学技术进步的重要动力。进口仪器对我国高端科学仪器的垄断和挤压[12]，既制约了国内仪器行业的发展，又影响了我国科研工作的开展。虽然大型仪器在国产化方面取得长足进展，但由于历史积累等原因，依赖国外公司高端仪器的状况依然存在。在建设科技强国的征途中，尽快实现科学仪器的国产化已经刻不容缓。本平台积极配合国产激光扫描共聚焦显微镜的自主研发工作，由厂方提供符合测试条件的样机放置到显微镜室，供研究生进行试用，从仪器原理、硬件、操作便利性和图片质量等多方面与进口仪器进行比较，然后反馈意见给厂方，根据意见对新样机进行软件、硬件和功能的优化。既可以为国内的仪器公司提供试用支撑平台，又可以培养研究生对国产自主仪器的信赖，培养国产仪器的潜在用户。

4.4 开设选修课

以科研共享平台为依托，面向一年级研究生开设了基础医学大型仪器设备原理和基本操作技术选修课程，每年选修有90人左右，设6个专题，其中“激光扫描共聚焦显微镜操作技术”是热门主题。在内容分配上，理论与实践比例为1∶2，强化实践、实训操作能力培养，由技术应用工程师和专职技术人员共同负责教学，考核模式则要求研究生把自己的研究课题方向与所讲授的大型仪器相结合，写一篇1 500字左右的科研设计，再给予合理评价。通过选修课教学和实践，为研究生在进入实验室开展科研工作前提供坚实的仪器基础知识[13]，深受其欢迎。

4.5 效能管理

对于使用率高的大型仪器，一是要求研究生都要做预实验，先用普通仪器对样品初筛，实验条件稳定，样品结果和质量符合预期结果，有使用价值再预约使用，防止浪费机时和仪器损耗，以提高效能；二是为促进研究生间的操作技术交流和预约使用机时的高效流转，依靠现代信息软件，建立信息化社交平台，及时全面地发布仪器培训通知、设备维护更新通知和技术进展分享，快速直观地解决样品问题和使用故障[14]，既可方便动态管理，实时了解平台的动态，又能提高仪器的使用效能。

4.6 嵌入思政教育

思政融入高校教育是思政教育创新的新课题。教育部《关于印发高等学校课程思政建设指导纲要的通知》指出，医学类专业课程要在课程教学中注重加强医德医风教育，着力培养学生“敬佑生命、救死扶伤、甘于奉献、大爱无疆”的医者精神，注重加强医者仁心教育。在培养精湛医术的同时，教育引导研究生始终把人民群众生命安全和身体健康放在首位，尊重患者，善于沟通，提升综合素养和人文修养，提升依法应对重大突发公共卫生事件的能力，做党和人民信赖的好医生[15]。

积极开展课程思政教学，贯穿人才培养全过程，组织学习老科学家的先进事迹，借助榜样的力量进行自我教育，培养其坚定的爱国主义情感和甘于奉献的精神[16]。在培训和指导研究生使用仪器开展科研工作时，强调遵守管理规则、爱护环境卫生和恪守学术诚信，涵养优良学风。

4.7 探索参与本科教育

传统的科研共享平台以服务科学研究和培养研究生为首要目标。实施高校创新创业教育“燎原”计划，推动高校创新创业教育向纵深发展[17]。学校高度重视本科生的科技创新能力的培养，科研共享平台的大型仪器是科技创新的重要支撑体系，积极探索显微成像平台的大型仪器为本科教育的创新人才培养创造有利条件，以科学合理的机制，在机时允许的前提下，把优质的实验资源用“活”。将来随着机制的成熟，逐步向生物医学工程、基础医学等本科专业学生的拓展。通过面向本科生开放大型仪器，可以进一步明确实践教学复合型人才培养的地位，有利于转变教育观念，深化教学改革，实现高校人才培养的飞跃[18]。部分本科生通过利用显微成像平台的大型仪器开展科研实验，在他们毕业时，已经具备了一定的科研思维能力、实验技术，为他们考研、进入单位工作奠定了坚实的基础。