兰州大学电镜中心-大型仪器共享平台的管理及效益最大化

第39卷第6期2020年12月
电㊀子㊀显㊀微㊀学㊀报
JournalofChineseElectronMicroscopySociety
Vol 39ꎬNo 62020 ̄12
文章编号:1000 ̄6281(2020)06 ̄0722 ̄09㊀㊀
兰州大学电镜中心-大型仪器共享平台
管理及效益最大化
张㊀宏1ꎬ2ꎬ周保范1ꎬ2ꎬ蒙㊀萱1ꎬ李㊀华1ꎬ2ꎬ雷东升1ꎬ2ꎬ孟㊀莉1ꎬ邓㊀霞1ꎬ3ꎬ张军伟1ꎬ2ꎬ高亚虎3ꎬ彭㊀亮3ꎬ朱㊀柳1ꎬ关超帅2ꎬ胡㊀阳2ꎬ彭㊀勇1ꎬ2∗
(兰州大学1.电镜中心ꎻ2.物理科学与技术学院ꎻ3.生命科学学院ꎬ甘肃兰州730000)
摘㊀要㊀㊀电镜中心是为多种用户提供多种电子显微学分析测试服务的大型仪器共享平台ꎮ作为投资巨大的科研资源共享平台ꎬ实现其经济效益和科研效益最大化ꎬ成为国际一流科研平台高地㊁人才高地和成
消防设施配套费果高地是中心管理目标ꎮ电镜中心的管理和制度执行是在立足自身定位和实际情况下不断探索㊁深入研究㊁共同实践㊁总结提高的过程ꎮ以人为本㊁正其制度是平台发展进步和永葆活力的重要保障和有力支撑ꎮ本文以兰州大学近10年电镜管理 开放-共享-合作-创新 实践探索为案例ꎬ探讨如何实现昂贵电镜资源的全面开放㊁充分共享ꎬ促进多学科交叉融通ꎻ充分发挥电镜中心内部管理制度的激励作用ꎬ发挥员工和用户潜力和创造力ꎬ引导电子显微学原始创新ꎬ突破卡脖子关键核心技术ꎬ以提升创新实力来全面提升电镜中心的国际核心竞争力ꎮ关键词㊀㊀电镜中心ꎻ共享平台ꎻ管理制度ꎻ兰州大学ꎻ效益最大化
中图分类号:G482ꎻTH742ꎻTN16㊀㊀文献标识码:B㊀㊀doi:10 3969/j.issn.1000 ̄6281 2020 06 015
收稿日期:2020-05-29ꎻ修订日期:2020-10-23
基金项目:国家自然科学基金资助项目(Nos.51571104ꎬ51801088)ꎻ兰州大学中央高校基本科研业务费专项资金自由探索项目(No.lzujbky ̄2019 ̄88)ꎻ兰州大学大型仪器设备开放共享专项经费支持.
作者简介:张宏(1989-)ꎬ女(汉族)ꎬ甘肃兰州人ꎬ博士ꎬ中级实验师.E ̄mail:hongzhang@lzu.edu.cn∗通讯作者:彭勇(1976 ̄)ꎬ男(汉族)ꎬ湖南人ꎬ博士ꎬ教授.E ̄mai
l:pengy@lzu.edu.cn
㊀㊀随着中国电子显微学领域在装置购买力㊁技术
和理论领域的快速发展ꎬ尤其是球差校正电子显微镜(电子显微镜ꎬ下文简称 电镜 )和冷冻电镜的突
起ꎬ传统单一功能的电镜室已无法满足当今科研和社会需求ꎬ逐渐向特鲜明功能多样的电镜中心发展ꎮ电镜中心是为多种用户提供多种分析测试功
能的大型仪器共享平台ꎮ电镜作为大型仪器的一种ꎬ其特点是相对垄断㊁建设成本高㊁运行环境要求高㊁维修成本高㊁服务特长突出㊁学科结合密切㊁新功能新技术更新换代快和要求操作人员专业化技术水平高ꎮ以院系或者课题组为单位难以筹集数百万至亿元购买电镜ꎮ即使购买ꎬ后续管理中也会由于维护问题导致开放共享氛围不够ꎬ无法实现电镜这种大型设备的效益最大化ꎮ目前国内高校或科研单位能够从资源共享的角度规划建设ꎬ形成一定规模㊁独立管理㊁能满足多学科发展共性需求的电镜实体平台还不多[1]ꎮ
为认真贯彻落实«国务院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»(国发 2014 70号)[2]和«教育部办公厅关于加强高等学
校科研基础设施和科研仪器开放共享的指导意见»
(教技厅 2015 4号)[3]要求ꎬ兰州大学在国内较早地开始以电镜中心的方式将学校各类电镜资源集中集约管理ꎬ提高大型仪器设备使用效率ꎬ营造开放和共享的研究实验环境ꎮ同时集中电镜优势科
研资源办大事ꎬ促进交叉学科和学科发展ꎬ提升科技创新和研发能力ꎬ并推进平台对社会开放服务ꎮ兰州大学电镜中心是材料和生物医学交叉综合型研究平台ꎬ具有从硬物质到软物质覆盖几乎全部电镜功能的国际一流的前沿研究基地ꎬ为材料㊁生物㊁医学㊁药学㊁化学化工㊁物理㊁核学㊁地质㊁电子㊁环境和考古等多学科的基础研究㊁应用基础研究㊁学科交叉和技术创新融合提供服务ꎮ
基于 高性能㊁高精度㊁高灵敏㊁高稳定和高可靠 的服务目标ꎬ电镜中心的使命有三点:(1)为校内外用户提供世界一流的电镜仪器设备和价廉质优的开放共享服务ꎬ用一流的科研设备资源培养和吸引一流的科技人才ꎬ充分发挥大型科研公共平台对学校 双一流 建设的支撑作用ꎻ(2)聚焦世界科学前沿和国家重大战略需求ꎬ加强凝练和解决科学
nordost
㊀第6期张㊀宏等:兰州大学电镜中心-大型仪器共享平台的管理及效益最大化㊀㊀
问题的能力ꎬ鼓励开展跨学科跨专业研究ꎬ促进基础研究与应用研究协调发展ꎬ同时发挥西部区域特与优势ꎬ服务地方经济ꎬ提升服务国家战略能力ꎻ
(3)坚持创新作为引领平台发展进步的第一生产力ꎬ强化电子显微学在硬件和理论基础研究的顶层设计
ꎬ鼓励实验队伍在电镜分辨率进一步提高㊁新功能和新软件开发㊁新领域应用㊁图像㊁信号处理㊁计算方法㊁远程控制㊁机器学习㊁人工智能等方向的超前布局和重大技术创新的产生与突破ꎬ提升中国电子显微学在装置㊁技术和理论领域 从0到1 的原始创新和源头供给能力ꎮ
为推动电镜中心经济效益和科研效益最大化ꎬ使其成为科研平台高地㊁人才高地和成果高地ꎬ成为实体化的国际一流科学研究机构ꎬ电镜中心的管理包括规划㊁论证㊁基础设施建设㊁领军技术人才引进与培养㊁核心团队组建㊁制度制定㊁人文环境营造等必须以人为本㊁正其制度ꎮ人性化的管理制度是平台发展进步和永葆活力的重要保障和有力支撑ꎮ电镜中心的管理和制度建立是在立足自身定位和实际情况下不断探索㊁深入研究㊁共同实践㊁总结提高的过程ꎮ本文以兰州大学近10年电镜管理经验㊁实践探索为案例ꎬ探讨如何实现昂贵电镜资源的全面开放㊁充分共享ꎬ促进多学科交叉融通ꎻ充分发挥电镜中心内部管理制度的激励作用ꎬ发挥员工潜力和创造力ꎬ引导电子显微学原始创新ꎬ实现平台经济效益和科研效益最大化ꎮ
1㊀机构和人员
1 1㊀电镜中心简介
兰州大学电镜中心是学校组建的跨学科跨学院大型仪器设备的运行管理平台ꎬ是对大型仪器设备管理模式的尝试和探索ꎮ电镜中心是为多用户多学科服务的共享平台ꎬ如图1所示ꎮ中心目前拥有总价值约
1 5亿元的各类电镜和样品制备设备ꎬ能在原子级分辨率上为物理学㊁材料学㊁生物学㊁化学化工㊁医学㊁环境学㊁地质学等自然学科提供形貌㊁微结构㊁化学元素㊁电子态和动态物理学过程的分析与研究ꎮ工欲善其事ꎬ必先利其器ꎬ以兰大为例ꎬ电镜平台拥有科研资源有:电镜设备:300kV冷冻电镜(FEITitanKriosꎬ配置K3IS)ꎬ300kV物镜球差校正透射电镜(FEISpectra300ꎬ配置:K2ISꎬEMPADꎬLorentzꎬHolographyꎬSuperXꎬGIF1065等附件)ꎬ300kV聚光镜球差校正透射电镜(FEITitanCubedThemisG2300ꎬ配置:LorentzꎬHolographyꎬSuperXꎬGIF965等附件)㊁300kV场发射高分辨率透射电镜(FEITecnaiF30)ꎬ200kV场发射高分辨率透射电镜(FEITalosF200S)ꎬ200kV生物冷冻透射电镜(FEITalosF200Cꎬ配置K3)ꎬ200kV生物冷冻透射电镜(FEITecnai20)ꎬ120kV生物透射电镜(FEITecnaiG2SpiritBio ̄Twin)ꎬ聚焦离子束-电子束双束电镜(TescanLYRA3XMU)ꎬ含低真空模式场发射扫描电镜(FEIApreoS)ꎬ共计10台ꎮ
㊀㊀制样设备:Gatan691离子减薄仪ꎬGatan656凹坑仪ꎬGatan601超声波切割机ꎬTenuPol-5电解双喷仪ꎬGatan950等离子清洗仪ꎬLeicaRES102离子减薄仪ꎬLeicaUC7/FC7冷冻超薄切片机ꎬLecaiTXP精研一体机ꎬLeicaCPD300临界点干燥仪ꎬLeicaAMW微波组织处理机ꎬLeicaAC20染机ꎬOmicronTipEtching针尖制备系统等ꎬ可以完成从无机到生物的各种材料精细制备ꎮ
电镜原位实验设备:FEITomo三维重构样品杆ꎬFEINanoEx ̄i/v加热加压样品杆ꎬFEIPI95加力双倾样品杆ꎬProtochipsFusion热电双倾样品杆ꎬProtochipsAtmosphere气体杆ꎬProtochipsPoseidon液体杆ꎬGatan626冷冻杆ꎬGatan698冷冻传输样品杆ꎬGatan915双倾冷冻传输杆ꎬ可以将热㊁电㊁力㊁激光㊁磁㊁气氛和液体等单场或耦合场引入电镜ꎬ构建电镜下原位实验室ꎬ在纳米㊁原子甚至亚埃尺度实时原位研究材料或器件构效关系ꎮ
自主研发原位实验设备:扫描电镜用纳米操纵器[4-5]ꎬ原位变温样品台[6-7]ꎬ磁输运测量样品台[8-9]ꎻ透射电镜用三维重构样品杆[10]ꎬ变温样品杆[10]ꎬ力电样品杆[11-12]和磁电样品杆[13]ꎮ
数据处理软件:DigitalMicrographyꎬVeloxDPCꎬInspect3DXpressꎬAvizo三维重构材料ꎬAmira三维重构生命ꎬGatanEELSꎬGatanHoloWorksꎬDIFPack电子衍射分析软件ꎬCrystalMaker晶体结构分析软件ꎬQPtLite磁畴电场解析软件和高性能服务器等ꎮ
1 2㊀电镜中心组织机构
国内外电镜中心的管理模式多种多样ꎬ根据不同的战略㊁技术和竞争条件ꎬ设计或选择不同的组织机构
ꎮ兰州大学电镜中心前身是物理科学与技术学院大型仪器平台的高分辨透射电镜和扫描电镜室ꎬ于2010年开始会员制度运行ꎮ2015年9月在 双一流建设 项目资金的重点支持下ꎬ兰州大学电镜中心开始筹建ꎬ2016年9月对外正式服务运行ꎮ2016年11月学校正式发文成立兰州大学电镜
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㊀㊀电子显微学报㊀J.Chin.Electr.Microsc.Soc.第39卷
中心ꎬ为非实体服务机构ꎬ挂靠在资产与实验室管理处ꎬ设立执行主任ꎬ具体负责仪器设备的运行管理ꎮ2019年10月电镜中心变更为实体化机构ꎬ不设行政级别ꎬ实行专家委员会监督下的主任负责制ꎮ中心设主任岗位1个ꎬ设总工程师岗位1个ꎬ设行政秘书岗位1个ꎻ实验技术岗位若干ꎻ设兼聘或双
聘科研岗位若干ꎮ中心作为校级大型仪器平台ꎬ由学校统筹发展规划建设ꎬ实验室与设备管理处负责监督和考评ꎮ中心设立专家委员会ꎬ负责综合各学科需求ꎬ合理规划中心发展方向ꎻ建立健全中心资源分配机制和中心产出成果上报机制ꎻ监督中心运行ꎬ对中心运行中的重大事项进行决策
图1㊀电镜中心 多用户多学科共享平台ꎮ
Fig.1㊀ElectronMicroscopyCentre ̄amulti ̄user/se
rvicesharedequipmentcenterandinterdisciplinary
platform.
图2㊀兰州大学电镜中心组织机构演变图ꎮ
Fig.2㊀OrganizationevolutionchartofEMCentreofLanzhouUniversity.
㊀㊀由于能为多学科服务的特点及新功能新技术
更新换代快ꎬ电镜平台管理没有放之四海而皆准的制度ꎮ根据不同时期平台的内部条件变化和校内
外/国内外的竞争环境变化ꎬ平台的组织结构也需进行相应的动态调整和管理ꎮ兰州大学电镜中心组织机构演变如图2所示ꎮ随着电镜在生命㊁医药㊁
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㊀第6期张㊀宏等:兰州大学电镜中心-大型仪器共享平台的管理及效益最大化㊀㊀
能源㊁新材料㊁物理㊁半导体㊁化工和环境等领域内
原创性基础研究重要性体现[14-16]以及学校财政资源的倾斜ꎬ兰州大学电镜中心的组织机构由早期的
上海中医药大学易班
多线职能制结构(学校-设备处-物理学院-大型仪多功能写字台
器平台-各电镜室)逐渐演变为直线制结构(学校-
电镜中心)ꎮ多线职能制管理的优点是:服务技术
种类多㊁管理工作精细㊁能充分发挥专业管理的作
用ꎻ缺点是:多头领导ꎬ中间层易发生利益冲突ꎬ责
任划分不明确ꎻ而直线制管理的优点是:结构简单㊁
职责分明㊁命令统一ꎬ适用于规模小㊁服务技术统一
的组织ꎻ缺点是:对负责人要求高ꎬ很多职能集中于
最高主管[17]ꎮ目前国内高校和科研机构的电镜平台管理方式主要有三类:(1)校级或院级大型仪器
公共服务实体平台集中集约管理ꎻ(2)通过信息化
手段建立分散配置但统一管理的虚拟公共平台ꎻ(3)联合企业和社会力量参与仪器设备服务机构建设管理和开展社会化服务的收费平台[3]ꎮ
1 3㊀电镜中心人员构成
根据电镜中心组织结构和新时期 开放-共享-
合作-创新 目标ꎬ目前中心人员构成包括:专家委
员会成员㊁中心主任㊁行政秘书㊁总工程师㊁实验技
术人员和电子显微学科研团队(见图3)ꎮ
㊀㊀(1)中心专家委员会由7~9人组成ꎮ成员包括学校各平台相关领域校内外具有一定影响的专家学者㊁资深工程实验技术人员及学校主管职能部门负责人ꎮ专家委员会负责综合各学科需求ꎬ合理规划中心发展方向ꎻ建立健全中心资源分配机制和中心产出成果上报机制ꎻ监督中心运行ꎬ对中心运行中的重大事项进行决策ꎮ
(2)中心主任在专家委员会监督㊁指导下ꎬ执行中心建设规划ꎬ建设人才队伍ꎬ规范人事㊁财务管理ꎬ保证中心对相关学科的支撑作用ꎬ确保中心的稳定运行和发展ꎬ并负责定期向专家委员会汇报中心运行情况ꎮ
(3)总工程师为中心技术负责人ꎬ总体负责设备维修㊁技术开发㊁测试服务和人员培训等技术保障工作ꎮ
汉日互译
(4)实验技术人员根据主任及总工程师的安排ꎬ熟练使用所管理仪器的能力㊁保证仪器稳定运行㊁定期维护设备㊁协助总工维修设备㊁培养会员制课题组测试员和协助完成委托测试及数据分析等工作ꎬ并按要求收集整理仪器相关档案(维护㊁维修㊁测试记录及测试成果等)ꎮ根据教学㊁科研服务的需要ꎬ积极开展技术创新ꎬ提升中心服务水平与核心创造力ꎮ
倒锥壳水塔
(5)中心行政秘书不设行政级别ꎬ负责中心财务㊁固定资产和办公设备的管理ꎬ协助中心主任完成中心行政管理事务和服务工作ꎮ
(6)中心兼聘学校内部相关学院教授/研究员ꎬ双聘国内外一流人才ꎬ建立电子显微科研团队ꎮ电子显微学本身作为一个快速发展的学科ꎬ有着自身的仪器开发和方法学研究ꎬ同时作为特殊的前沿科学研究工具ꎬ是学校双一流建设学术前沿研究增长点ꎮ为孵育中心能在未来成长为国际知名的电子显微学研究中心ꎬ学校给予中心推荐引进具有电子显微学背景专业人才的权力ꎬ在中心进行电子显微学及应用相关方面的研究ꎬ编制定向下达到相关专业学院ꎬ不占该学院名额ꎬ同时接受电镜中心和所隶属学院的科研考核ꎬ引进人员的教学㊁公共服务和晋升等按照所隶属学院相关规定执行ꎮ根据在中心完成的科研任务和成果ꎬ中心给予双聘和兼聘人员一定奖励和开放课题优先资助ꎮ中心同时鼓励平台内实验技术人员在完成规定岗位工作的前提下开展高水平科学研究ꎮ当中心实验技术人员具有研究生招生能力和招生资格时ꎬ学校给予招生计划ꎮ中心实验技术人员根据学术专业背景到对应学院的学科点进行导师资格评审ꎬ获得硕导或博导资格后ꎬ在隶属学科点上进行招生和研究生培养ꎮ2㊀运行理念-人性化制度管理
大型仪器共享服务管理工作最重要的是实施真正的制度化管理方式ꎬ不以少数人的利益影响大多数人的权益ꎬ站在用户角度尽可能为用户提供最大帮助ꎮ电镜中心作为学校大型仪器设备共享管理模式的尝试和探索ꎬ在倡导人文理念的今天ꎬ对组织机构的制度管理更要提倡人文精神ꎬ强调人性化管理ꎮ就像生活中大家都很喜欢逛宜家ꎬ科研资源的共享服务也是给用户提供如家和轻松的感觉ꎬ想人之所想及人之所及ꎮ服务不能靠个人自觉ꎬ因为人都是有惰性的ꎬ必须要靠制度化管理ꎮ但制度不是生搬硬套缺乏实用性ꎬ是要因地制宜㊁符合人性规律㊁实验室定位和长久发展ꎮ例如:在操作仪器时每个人都有自己的习惯ꎬ但像电镜这种高端设备非常娇贵ꎬ因此电镜中心建立了严格的培训和考核制度ꎮ首先严格培训ꎬ申请测试的学生经过理论知识培训㊁观摩其他人员操作和上机操作培训后ꎬ指导老师继续跟进上机陪练直至操作员能完全独立操作后进行考核ꎬ考核通过后操作员才能在每日
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㊀㊀电子显微学报㊀J.Chin.Electr.Microsc.Soc.第39
图3㊀兰州大学电镜中心人员组成图ꎮ
Fig.3㊀OrganizationchartofLanzhouuniversity selectronmicroscopy
centre.
图4㊀兰州大学电镜中心运行理念与核心管理制度ꎮFig.4㊀Operationtheoryandcoremanagementsystemof
EMCentreofLanzhouUniversity.
7:00-23:00独立操作仪器ꎬ夜晚23:00以后考虑人身安全隐患必须有人陪伴才可使用仪器ꎮ严格培训制度的目的是在操作员一开始接触仪器时就向其传输认真负责的态度ꎬ培养规范的操作流程形成记忆效应ꎮ同时所有仪器每项功能都有全套图文并茂的操作说明书放在手边或在专门显示屏幕上播放ꎬ帮助测试员随时查看复习ꎮ所有仪器的功能介绍㊁操作说明和收费标准也可在电镜中心网站上免费下载ꎮ说明书上同时有紧急事件处理步骤和多个紧急联系人电话以应对突发事件ꎮ
人性化制度不仅是约束规范作用ꎬ更要有激励作用ꎮ从制度上保障所有人的利益才能实现共享服务的可持续发展ꎮ人性化的制度就是每一条规章制度的内容本身㊁其制定过程和执行过程中都考虑是否体现共享服务目标㊁保障所有人权益和激发人员创造活力ꎬ用制度体系保证中心员工和会员用户们都当家作主ꎬ满足 天生我才必有用 的尊重需求和自我实现需求ꎮ
3㊀核心制度
以 开放-共享-合作-创新 为运行理念ꎬ如图4所示ꎬ电镜中心设备使用㊁培训和应用协助提供给全世界科研单位和企业用户ꎮ兰州大学电镜中心的运转采用独创的 会员制度+保修制度+投诉制度 ꎮ该套制度使有限的平台物质资源和人力成本获得最大的效益ꎬ有利于提高电镜有效利用率的同时保障资源共享ꎬ为校内外用户提供质优价廉的电镜测试服务ꎻ有利于电子显微学人才培养ꎬ为引导国内电子显微学长远发展和竞争力提升前瞻部署ꎻ有利于实现电镜平台经济效益和科研效益最大化ꎬ保证中心的稳定运行和可持续发展ꎮ
3 1㊀会员制度㊀㊀
中心所有设备都采用预约制和会员制相结合的运行方式ꎬ实施每周7天㊁每天15小时对校内外
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