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实验室建设原则及建设任务

来源://www.pmtasolomons.com/ 作者:DEIIANG得创发布时间:2022-10-17 15:30

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实验室建设原则与注意事项

技术是精准医学领域中一项非常关键的技术。精准诊断离不开分子诊断,而技术是其中最难亦是应用最广的一项分子诊断技术。技术相对比较复杂,需要一整套的系统工程才能完成,其中实验室建设非常关键,也容易出现问题。
实验室建设原则可参考这一领域的李金明教授提出的一个原则,其称之为字方针,即各区独立、注意风向、因地制宜、方便工作。前两个原则涉及如何设置,后两个原则则提醒注意不要走过头,应根据医院的实际情况,注意工作的方便,不拘泥于标准。这也是我提醒大家需要特别注意的第一点。目前各个医院对技术的支持力度很大,但在建设实验室时需注意总体面积不宜过大,以免能耗消耗非常大。此外,在实验室各区比例的设置上不要求平均比例,有的环节很小即可,有的环节可相对较大一些,即比例要合适。随着医院对实验室的支持力度越大,要求也越为严格,但有些医院也出现走极端的情况,即分区非常多,房间数很多,但实际并不方便工作。应注意类似步骤的合并,设置适当的房间数。
第二点,需注意风向。其
一,实验室应使用全新风系统,而不能使用普通家用空调。新风系统可排出污染,而这是防污染最基础的设置。
其二,需注意整个房间的气流方向应形成对流才有效。
其三,目前出现问题较大的是生物安全柜、通风柜和超净工作台这三种设备的合理配置使用。对于样本的处理,需使用生物安全柜。生物安全柜通常使用级,不要太高级,外排即可满足基本需求。级过高,外排,其实并不是很合适。超净工作台除了在试剂准备间中可以使用外,其他地方不适宜使用。在所有环节中均使用超净工作台是不对的,因为超净工作台没有外排功能,如果气溶胶一直在室内循环是不合适的。而有的单位为了重视起见,所有环节,包括文库构建都使用生物安全柜,实际上也没有必要。=

实验室效果图 实验室效果图

实验室建设遵循四个原则

回顾历史,我国自1984年开始建设国家重点试验室以来,截至2020年底已经建成522个国家重点实验室,看似数量不少,但是实力相对而言都比较薄弱、学科单一,真正具有全球影响力和知名度的更少。那么,如何建设高水平的国家实验室呢?以往的教训在于,作为知识生产的头部研究机构的国家实验室难以遏制脱离知识生产主战场,越界到科技界知识生产的腰部地带以降维收割的方式哄抢科技资源的惯性发展路径,这实在是偏离了国家实验室设立的初衷。我们研究认为,国家实验室建设在操作层面应该遵循四个原则。
1、政府主导原则
国家实验室作为大国重器,其性质决定了国家实验室必须要以满足国家和社会的紧迫需求为主要目的,这是原则性和方向性问题。因此,国家实验室的设计、投资、建设及评价都必须以国家相关部门为主导。对于国际顶尖国家实验室很多研究者存在认知误区,他们认为政府拥有、委托运营模式(简称GOCO)是主流模式也较为普遍,其实真实情况并非如此,真正体现国家意志的国家实验室的运营模式大多是政府拥有、政府运营模式(简称GOGO)。以美国国家实验室为例,国土安全部及NASA的国家实验室全部直接隶属于相关部委及其下属部门,能源部的国家实验室虽然只有一个实验室采取GOGO模式,但是其他实验室隶属的单位要么是大学及学会,要么是与国家相关部门关系密切的大型公司,看似代管但其实这些大学、学会及公司与政府之间的关系极其紧密。刚成立不久的实验室尤其是关涉国家关键领域的实验室,都直接隶属于政府相关部门,如国土安全部下属的成立刚10年左右的5个实验室、NASA下属的10个关系国家安全的国家实验室等。
2、协同创新原则
过去30多年建设国家重点实验室的探索并没有完全使我国建成具有较好协同创新能力的国家实验室体系,甚至很多实验室的研究方向和领域存在一定的交叉和重复,实验室因管理体制、评估体系的原因导致彼此之间竞争激烈甚至各自为战,协同创新能力较弱。建设国家实验室,必须要实现国家实验室之间的协同创新,而非以往同质化的内卷式竞争,这就需要主管国家实验室的政府部门统筹规划本部门所属的实验室,同时加强与其他政府部门之间的协同合作。我国接下来建设国家实验室必须以科技部为主加强政府各部门之间的联系,同时对下属的国家实验室的功能和任务形成清晰的定位。这样就可以形成以在建的国家实验室为中心与现有的522家国家重点实验室之间,通过分类与联盟形成一个知识生产与分工协作的完整体系,从而盘活现有的国家重点实验室资源。
3、重点突出原则
国家实验室作为前沿知识生产的源头,必须要有高精尖的设备和充足的人财物资源,这才能支撑起国家实验室在科技链条头部的地位。因此,必须重点突出地建设相关核心设施及突出研究亮点。虽然我国投入国家重点实验室体系及国家实验室建设的财政拨款逐年增加,但是相较美国等发达国家的国家实验室而言在投入规模方面还有较大的差距;此外,我国之前建设的国家实验室及国家重点实验室的数量规模已位居世界前列,但是实验室的人员规模普遍偏小(国外国家实验室人员平均规模是我们的10倍以上),实验室内部难以形成学科交叉、协同合作的条件,有的甚至和院(系)成了“一套班子、两块牌子”。国外顶尖实验室一般都有自身的独特科研设施及研究亮点,不管是单项目还是多功能实验室大都在其所属领域达到了国际顶尖水平,吸引了大量国内外的顶尖科学家和访问学者,大规模、跨学科的科研团队人员配备齐整,促进了实验室的协同创新。因此,接下来我们建设国家实验室必须做到两个突出,一是资源突出,尤其是先进大型科研设施及科研装置,着力建设具有国际顶尖水平的实验室,做到规模适当、学科交叉;二是重点突出,国家实验室功能定位准确、形成独特研究特色,在所属科研领域达到国际领先水平,同时加强国际交流与合作。
4、长效评价原则
国家实验室作为我国基础研究和前沿研究的蓄水池和压舱石,必须给其充分的自由和时间深入科学前沿领域进行探索性和持久性研究。目前国家重点实验室的科研人员在招聘、评价、选拔、管理等方面与其所属单位几乎采用同样的标准,评价体制不够灵活、单调的短期绩效模式以及深层激励机制的错位,导致“四唯”“五唯”(唯帽子、唯论文、唯项目、唯职称甚至唯奖项)盛行,这套僵化的不匹配评价体系造成国家实验室的功能出现失灵,更为严重的是,其运行偏差对实验室科研人员尤其是年轻人造成了很大的生存和发展压力。我国建设国家实验室也应该逐步采取长效评价原则,实验室负责承接大项目,科研人员主要负责承担子项目的科研任务,科研评价重视科研成果的理论意义和实际价值,放弃那些饮鸩止渴式的过频过滥的短期评价,从评价机制角度入手给予国家实验室的科研人员以更多的自由、时间和发展机会。
国家实验室的建设是中国科技体制在新时代推进范式转型的一次主动尝试,希望以此构建国家战略科技力量的基本格局,为了实现这个宏伟战略目标,总结以往经验教训,厘清关键原则势在必行。由于实验室的生态链相对简单与独立,改革起来便于控制环境变量,如果能够取得成功,对于后续的科技体制改革推进具有重大的示范作用,因此,基于历史经验得出的规则而行可以保证改革行稳致远。

实验室效果图 实验室效果图

实验室建设目标和任务

1、实验能力保持提升及任务
随着社会需求的不断提高,实验室应当保持一定实验能力,甚至不断提升实验能力。为此,实验室应制定设备维护或改造升级计划,使性能满足实验要求;制定实验室环境改造计划,使试验环境持续满足实验要求。如国家原子时标计量基准实验室,其基本作用是保持时间的准确、稳定、连续运行,产生国家统一使用的标准时间—北京时间。与协调世界时UTC(国际标准时间)偏差优于±5 ns,时间稳定度优于0.6 ns/5d,达到了国际先进、国内领先水平。该实验室是不断创新和升级改造的结果。
2、相关科研能力和任务。
实验室是科技创新的生力军和主阵地,应具备承担国家、行业重大科研项目,为实现科技强国战略贡献力量能力。实验室应制定提升科研能力的计划,应明确科研项目类别、数量、成果,使实验室具备承担相关科技攻关项目,为企业特别是小微企业、民营企业服务,突破技术瓶颈、开发市场欢迎的新产品的能力。应根据每一个科研人员、团队的特点和优势,签订军令状,实施科研项目研究责任制。
3、人才培养能力及任务。
实验室是培养人才摇篮,科研人员在实验室工作的过程中,增长知识,提升能力和才干。实验室应当制定具体的人才培养目标,如培养多少高工、研究生、高级实验人员等,甚至培养多少长江学者、院士等。为实验室管理者、主要学术带头人制定各自目标,向更高层次、更强能力冲锋。
4、实验室创收能力及任务。
经费是实验室运转的根本需求,必须通过国家拨款、科研创收、检验检测、咨询服务、社会捐助等活动获得足够的经费,保障实验室正常运转开支。发展战略应根据实验室性质,明确实验室收入类型和数量,并根据以往实际及各团队能力,分配任务指标。
5、管理能力提升及任务。
管理出效益,管理出战斗力,当今世界是知识大爆炸的时代,管理技术和理论不断更新,实验室应当根据发展需要,持续提升管理能力。制定管理人员能力提升计划,通过人员继续教育、通过采用新技术新手段,提高实验室管理水平。
6、其他相关目标及任务。
各实验室应根据自身性质特点、行业定位,谋划相应独特能力,如应急能力、司法鉴定能力、出具第三方公正数据能力、CNAS认可的能力,以及成为国家级、省部级重点实验室的规划。
实验室规划目标应依据第三部分框架,初步给出一个发展目标。通过内部外部因素约束分析,验证给定目标能否实现,如果不能实现,则需调整目标中的某一项或多项,再次进行论证分析。
如果目标很容易实现,则可以提高目标中的某些项目指标,然后再次论证,直至目标适合实验室相关利益方的要求,整个流程见图。一般来说一个实验室可制定可多个战略规划,经过多次论证,选择适合的战略规划。

实验室效果图 实验室效果图

实验室建设的背后之需求分析

实验室是防护实验室,适用于实验室是防护实验室,适用于处理对人体、动植物或环境具有高度危害性,通过直接接触或气溶胶使人传染上严重疾病甚至致命的病毒,如等。
南京大学生命科学学院院长、教授张辰宇的研究方向是微小的抗病毒作用。他告诉经济观察报,疫情期间他有两项研究需要用到实验室,一个跟重症患者的指标相关,需要从患者的血清样本中提取,另一个是直接抑制病毒的实验。
事实上,张辰宇和他的团队对实验室早有需求,早在十几年前,南京大学要建仙林校区时,张辰宇就提出生命科学学院大楼里面应该有实验室,但没有得到各方的同意。年,他在接受采访时说,因为没有,做不了实验,只能到外面的实验室去排队,一排就是两三年,非常受限。
国内另一所知名高校免疫研究人士也有类似的感受。感染免疫是这位专家的研究方向之一,在他看来,高校中微生物学、免疫学和感染病学都会有一些项目需要用到实验室,但国内高校中只有复旦大学、武汉大学、中山大学、华南农业大学等少数几所拥有实验室。他曾经接到一份禽流感样本,但是因为不具备实验条件,最后放弃了样本。
部分高校会选择借用医院、疾控的。上海公卫的实验室,长期对全国的科研单位开放,除了上海的医院、高校,曾有江苏、温州、西安等省市的科研团队来做过实验。
如果外部科研单位有需求,可以向上海公卫的生物安全委员会提出实验项目申请,委员会会对项目的活动风险进行评估,衡量实验室有没有能力来承担和规避这些风险的发生,同时兼顾已有的实验时间安排,如果评估通过就可以开展。
多位业内受访人士估计,目前中国的实验室数量在家,基本上分属卫生系统、海关系统管理和农业系统。其中,疾控体系的实验室多数利用率不高,更多的是用于应急而不是科研。而国内科研水平排在前列的高校,又因缺乏实验室而无法开展一些科研项目。
以新冠病毒为例,实验室只能检测新冠病毒的核酸片段,如果要分离、培养新冠病毒,需要有。具体来说,研究新冠病毒的致病机制、研发新冠疫苗、看一个药是否对新冠病毒有用、病毒溯源、病毒的毒力研究等,这些都需要用到,显然现有的实验室数量无法满足紧急的科研需求。

实验室效果图 实验室效果图

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