核磁共振实验室开放及管理
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作者: 张金枝 柴仕淦 谢丽 沈艳 赵路 邹其超
摘要：随着国家对高校教育资金的大力投入，实验室建设及设备购置经费比例逐年增加，如何管理和利用大型仪器设备为教学和科研服务，充分发挥其使用效益，提高大型仪器的利用率是当前实验室仪器设备管理工作所面临的一个重要问题。本文将结合中科院中科开物开发的400MHz核磁共振谱仪设备，及建成400MHz NMR实验室面向研究生和老师开放实践工作，提出一些有关大型仪器实验室开放管理的经验和体会。
关键词：大型仪器；开放与共享；NMR；管理
中图分类号：G647？摇 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）45-0009-02
大型仪器设备是高校教学、科研及技术开发的重要保障，是培养人才、进行科学研究和服务社会的重要基础设施，是评估高校综合办学实力的重要标识。如今国家和地方对高校教育资金的大力投入，让高校的教学科研条件得到了较大改善，高校的教育和科研得以迅速发展。同时高校的发展，增大了大型仪器设备的投入，教学与科研对高水平大型测试仪器的依赖性也越来越强。但我国许多高校在大型仪器的管理上仍沿袭传统的封闭式管理模式：指定实验技术人员专管大型仪器，用途局限于某学科或某学校实验教学和科研，学生不能亲自上机操作，无法拿到及时的测试结果，对大型仪器的共用缺乏行之有效的模式，大型仪器的作用没有得到充分发挥。造成大型科研仪器设备资源浪费、利用率过低。这是目前高校普遍存在的一大问题。由于大型仪器设备价格昂贵、技术先进、科技含量较高、更新换代较快，如何对大型仪器设备进行科学管理，并有效地提高设备的利用率是当前每个高校亟待解决的问题。
2003年我校购置一台价值近600万由美国Varian公司生产的Inova 600兆核磁共振（NMR）大型仪器设备，2010年又引进一台400MHz中国科学院中科开物公司自主研发的400兆Wipm NMR谱仪。多年来这两台仪器一直承担着包括国家自然科学基金、省自然科学基金、国家创新基金、851、973、科技部、省市区科技攻关项目及企业应用型科研课题及项目，同时还承担大量委托送样测试任务，为校内外科研和产品开发提供了及时、准确、可靠的实验结果数据，尤其是在鉴别、合成和样品剖析等工作中发挥着举足轻重的作用。但在2010年之前，NMR没有对外开放，由主管仪器的老师负责测试，显然设备得不到充分利用，尤其是在寒暑假，几乎一半的时间设备处于闲置状态，而对于这种大型仪器设备购置液氮液氦维护成本很高，仪器的闲置实在浪费太大。为了充分发挥有限的仪器设备资源，更好地为教学科研服务，提高其使用效率，2010年我们实行面向研究生和老师全面开放，主管老师实行动态管理，如今已形成一个有效的运行模式。
一、配置专职人员有利于NMR仪器的维护与保养
400MH在和600MHzNMR大型仪器的开放共享并不等于该仪器上不需要管理人员，恰恰相反，我们配置了专职人员管理这两台谱仪，这样有利于大型仪器的维护和保养。当然管理人员首先需经过专门的技术培训，持证上岗，严格执行大型仪器操作培训和使用管理制度，熟悉仪器设备的性能及使用操作规程，关注大型仪器的运行环境及每天的使用情况，负责对仪器的日常保养、定期维护，及时排除故障，并做好详细的使用及维修记录，其目的是为了全面掌握仪器设备的性能指标是否达标，掌握仪器磨损和老化渐变状况，及时发现隐患，确保仪器的正常运转。由此看来大型仪器的专职教师是大型仪器实现正常开放运行的重要保障。
二、开放之前建立相关责任制度
实现大型仪器的开放共享之前，学校和开放实验室必须建立配套的相关制度及开放与共同使用的政策，一般的NMR仪器购置费用都在一百万以上，在使用的过程中难免会出现这样和那样的错误，因此开放之前学校必须要配置仪器的维修基金，以确保仪器的正常运行。学校需要设立开放测试基金，对部分没有课题经费的老师和来校的青年，学校需要给予支持。设立开放测试基金，能够为更多的老师以及有偿分析测试服务。仪器设备开放测试基金主要用于资助仪器设备对校内开放服务的配套运行补贴费，鼓励校内师生使用仪器设备；仪器设备的维修基金用于参加开放共享的仪器设备日常维修、功能开发、升级改造等项目。学校建立大型精密仪器设备年度效益评价考核机制，对大型精密仪器设备管理员及机组人员进行考核、效益评价。对考核优秀的机组进行奖励，对效益差的机组减少经费资助，并通过共享方式协助机组整改，对第二年考核仍然差的机组，学校可强制调出设备重新进行分配。
三、遵循有偿共用管理模式
大型仪器对普通样品的分析测试服务必须采取“有偿共用”管理模式。适当收费能控制样品的数量和保证测试样品的质量，如果不收费，有些可测可不测的样品直接送到实验室，甚至有的课题组连测试的结果都不要，显然造成了人力物力的浪费。因此适当收费有利于相关课题组更好发挥大型仪器的作用和保证分析测试有序化，提高专管教师的积极性和服务水平，提高大型仪器的使用率。“有偿共用”管理办法能否顺利实施的关键是能否在保护专管教师的积极性与控制送样费用的负担之间找到平衡点。当然开放之前需要制定适当的收费标准，该标准要考虑到送样进行分析测试的个人或单位可承受的合理范围，还要适当保护大型仪器专管老师的积极性，以达到“既激励提供优质服务，又消费得起”的平衡效果。我校NMR谱仪的详细收费标准网上可查，目前所制定的收费标准相对同城高校价格偏低，目的是充分提高仪器的利用率，保障更多的科研人员能消费得起。
四、建立开放平台，师生共享，服务社会
相关制度建立后，要实现NMR这种大型设备仪器开放，需经过反复论证、周密思考才能实施，我们的具体程序如下。（1）建设信息化平台。用户需先登录平台，搜索、查看NMR仪器设备的技术指标、功能特点、是否符合自己测试的服务范围等信息。（2）用户登录预约。根据自己的实际需要，用户可选择400MHz或600MHzNMR仪器预约时间段和样品委托测试种类、个数，NMR包括的项目很多，如H谱、C谱、Si谱、P谱、Sn谱等1DNMR、DEPT谱、2D的COSY、NOESY、HMQC、HMBC、HSBC、HSQC等2DNMR，不同的测试项目收费不同。（3）用户预约申请后，NMR仪器设备的管理员收到相应信息并进行审核，审核通过后，用户收到系统发送的提示信息，用户可自行上机测试。（4）数据上传，用户下载处理数据。测试的NMR数据校内用户自己上传数据，然后登录后指定的电脑IP上下载数据，自己借助NMR软件处理。校外用户也可借助平台查询信息，送样让管理员测试，向学校交费后，拿到电子版和纸质版数据。 显然这种信息化平台可以解决大型仪器设备使用中信息不顺畅、共享信息透明的弊端，让校内外用户及时便捷地找到适合开放共享的设备来源，真正搭建起仪器与用户沟通的桥梁。
五、NMR谱仪开放共享初见成效，深度开发谱仪更有利于开放
近几年来，我校NMR谱仪开放共享已初见成效，研究生自主上机测试，做到大型仪器与相关研究课题无缝对接，有利于相关科研课题的顺利开展，加速科研进程，同时也有利于专管人员有时间依托NMR谱仪开发新功能和拓展应用领域及申请课题经费，由最初测试范围局限在1H-NMR、13C-NMR及杂核的1D谱及DEPT，逐步开展COSY、NOESY、HMQC、HMBC、HQBC、HQBC等2D谱图以及通过T1、T2弛豫时间的测试研究表面活性剂之间的相互作用、高分子及蛋白质的相互作用等，极大地提高了专管教师研究仪器、应用仪器的热情和科研兴趣，从根本上改变了原先专管教师仅仅是大型仪器“保姆”的不利局面，促使专管教师升级为“管家”式乃至“专家”式的高级管理者。NMR开放，学生可亲自上机操作，兴趣大、效果好，尤其是面对日益严重的学生就业问题，我们更加应该加强培养学生实践能力和动手能力，拓宽学生的知识面，以应对未来社会的挑战和适应社会科技的发展。
湖北大学是湖北省属重点综合性大学，办学历史悠久，人文底蕴深厚。学校历史溯源于1931年创办的湖北省立教育学院，1984年改制为湖北大学，实现了由师范学院向综合性大学、由教学型大学向教学研究型大学的重大转变。学科门类齐全，综合实力较强。据2012年3月统计，我校化学学科进入世界排名前1%学科，标志着该学科已进入国际高水平学科行列。主管NMR仪器的实验技术教师实验能力强，动手能力强，教给学生的知识是书本上没有的，拓宽了学生的知识面，并使学生掌握一定的实验技能，让学生更加适应现代社会多元化的需求，就业面和层次也进一步得到提升。同时也促使和加强了实验室自身建设，收到明显效果。
因此大型仪器设备共享是开源节流，提高设备利用率及使用效益的必然选择。仪器设备的开放，不仅提高仪器设备的利用率，取得较好的经济效益与社会效益，而且有助于加强与外界的学术交流，促进实验室的学科建设和发展，希望更多的大型仪器能实现开放共享。
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基金项目：手性诱导试剂和新型Gemini合成中间体的NMR测定及谱仪的应用研发，专项名称：2011年国家重大科学仪器设备开发子课题（2011YQ12003505）
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