大型儀器設(shè)備命名規(guī)范化標準化研究

　　摘要：大型儀器設(shè)備是科技創(chuàng)新的基礎(chǔ)和重要成果，是國家科技創(chuàng)新的核心組成部分之一。改革開放40年來，中國科技創(chuàng)新日新月異，科研儀器設(shè)備研制與應(yīng)用也處于快速發(fā)展期。大型科研儀器設(shè)備命名規(guī)則和標準是完善儀器信息的前提，有利于加強儀器設(shè)備資源的識別，有助于建設(shè)準確的“大型儀器信息數(shù)據(jù)庫”，促進儀器設(shè)備資源數(shù)據(jù)庫標準化、規(guī)范化管理，發(fā)揮儀器的功能和開放共享。大型儀器設(shè)備命名規(guī)范化研究有助于提高科技資源配置效率，從而進一步提高大型儀器設(shè)備的使用效率，支撐國家科技創(chuàng)新發(fā)展。

　　關(guān)鍵詞：大型儀器;規(guī)范化;標準化;儀器命名;儀器分類

　　大型儀器設(shè)備是科技創(chuàng)新的基礎(chǔ)和重要成果，是國家科技創(chuàng)新的核心組成部分之一。建設(shè)規(guī)范準確的大型儀器信息數(shù)據(jù)庫將有利于進一步發(fā)揮儀器的使用效能和技術(shù)服務(wù)的開放共享，提高科技資源配置使用效率[1-3]。創(chuàng)立一套大型儀器設(shè)備命名規(guī)則和標準是完善大型儀器設(shè)備數(shù)據(jù)庫主要信息的前提，具有重要的意義。

　　大型儀器設(shè)備數(shù)據(jù)庫概況目前，與大型科研儀器科技資源相關(guān)的數(shù)據(jù)庫主要包括財政部的行政事業(yè)單位資產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(以下簡稱“資產(chǎn)數(shù)據(jù)庫”)和科技部的國家網(wǎng)絡(luò)管理平臺大型科研儀器信息數(shù)據(jù)庫(以下簡稱“儀器信息庫”)。前者主要統(tǒng)計行政事業(yè)單位大型儀器設(shè)備名稱、數(shù)量和原值等靜態(tài)數(shù)據(jù)。而后者則偏重于大型科研儀器的使用機時、區(qū)域分布和開放共享等動態(tài)信息。

　　儀器設(shè)備評職知識：哪些雜志收錄儀器分析相關(guān)論文

　　“資產(chǎn)數(shù)據(jù)庫”統(tǒng)計數(shù)據(jù)按照財政部發(fā)布的《固定資產(chǎn)分類與代碼》(GB/T14885—2010)[4]，將固定資產(chǎn)細分為3700多種，其中儀器設(shè)備分為通用儀器和專用儀器，再根據(jù)專業(yè)領(lǐng)域和應(yīng)用場景細分，相關(guān)種類超過1500個。

　　“儀器信息庫”統(tǒng)計數(shù)據(jù)是按照《科技平臺大型科學儀器設(shè)備分類與代碼》(GB/T32847—2016)[5]，將大型儀器分為15大類、94中類、646小類。該標準由全國科技平臺標準化技術(shù)委員會提出，規(guī)定了科技平臺大型科學儀器設(shè)備的分類原則、代碼結(jié)構(gòu)與代碼表，適用于科技平臺大型科學儀器設(shè)備的調(diào)查統(tǒng)計、數(shù)據(jù)分析、科學規(guī)劃、規(guī)范管理、資源整合、優(yōu)化配置、共享服務(wù)與高效利用等[6]。以上兩個有關(guān)大型儀器設(shè)備數(shù)據(jù)庫均存在分類不科學、儀器設(shè)備名稱不規(guī)范的情況。

　　大型儀器設(shè)備命名現(xiàn)狀科研儀器是指科學技術(shù)上用于實驗、計量、觀測、檢查、計算各種物理量、物質(zhì)成分、物性參數(shù)等的精密的器具或設(shè)備。根據(jù)儀器測試對象的物理性質(zhì)可以劃分出計量儀器、力學儀器、光學儀器、熱工儀表、成分分析儀器、電磁量測儀表、時間和頻率量測儀表、電子輻射儀器等。根據(jù)儀器的不同學科或?qū)�業(yè)用途，可以劃分出天文儀器、地球科學儀器、醫(yī)藥衛(wèi)生器械、生物科學儀器、農(nóng)林科學儀器、工業(yè)自動化儀器、材料試驗機和試驗儀器等。由于儀器設(shè)備種類繁多，特別是大型儀器設(shè)備原理和功能集成復雜，應(yīng)用領(lǐng)域和場景越來越交叉模糊，造成了目前大型儀器設(shè)備名稱不規(guī)范，甚至同一臺設(shè)備名稱五花八門。

　　如高效液相色譜儀(HPLC)是應(yīng)用高效液相色譜原理，主要用于分析高沸點不易揮發(fā)、受熱不穩(wěn)定和分子量大的有機化合物的儀器設(shè)備，它由儲液器、泵、進樣器、色譜柱、檢測器、記錄儀等幾部分組成。這類儀器規(guī)范的名稱就叫高效液相色譜儀，但是在大型儀器數(shù)據(jù)庫中，至少有蛋白純化系統(tǒng)、層析系統(tǒng)、層析柜、層析儀、核酸分析儀、液相高效色譜儀、凝膠過濾系統(tǒng)、akta分析儀、液相等9種不同的叫法。造成大型儀器設(shè)備名稱不規(guī)范、不準確的原因有客觀和主觀兩方面�？陀^原因是缺乏一套有關(guān)儀器設(shè)備命名的規(guī)則和標準。主觀原因有三點：

　　第一，管理單位儀器設(shè)備規(guī)劃、采購和入庫不規(guī)范，不嚴謹。設(shè)備規(guī)劃、采購和入庫環(huán)節(jié)往往不是同一個人，入庫管理員錄入設(shè)備信息不完整(如把場發(fā)射300kV冷凍透射電子顯微鏡寫成電鏡)、信息不準確(如把高效液相色譜儀寫成蛋白質(zhì)純化儀)。

　　第二，財政部大型科學儀器分類標準和編碼過于復雜，入庫管理員很難將設(shè)備信息和復雜的分類編碼準確對應(yīng)。第三，隨著科技部國家科技基礎(chǔ)條件平臺中心對大型科研儀器設(shè)備查重評議工作的推進，一些管理單位為了規(guī)避查重評議故意將申報的設(shè)備名稱寫得晦澀難懂，加劇了大型科研儀器設(shè)備名稱混亂的局面。國家網(wǎng)絡(luò)管理平臺大型科研儀器信息數(shù)據(jù)分析截至2019年底，“儀器信息庫”收集了部級高校和科研院所50萬元以上的大型科研儀器設(shè)備共計4.2萬臺/套。按照《大型科學儀器設(shè)備分類與代碼》(GB/T32847—2016)分類，其中分析儀器占比48.13%。

　　大型儀器設(shè)備命名規(guī)則分析“儀器信息庫”收集的大型儀器名稱信息，發(fā)現(xiàn)大型儀器設(shè)備命名與其分類密切相關(guān)，分析類儀器大部分是按照儀器工作原理命名，非分析類儀器多數(shù)是按照儀器功能命名。針對分析類儀器，經(jīng)調(diào)研論證，大型儀器命名需遵循如下原則：依據(jù)“主要原理、主要配置、服務(wù)對象”等關(guān)鍵指標對大型儀器命名;命名與分類相結(jié)合，命名規(guī)則遵從分類標準;命名盡量符合現(xiàn)有儀器命名和廠家廠商產(chǎn)品命名習慣;命名需要參考現(xiàn)在的管理規(guī)定(國家、海關(guān)、資產(chǎn)等)中心語(關(guān)鍵詞)。根據(jù)以上原則，大型儀器命名應(yīng)采取以下標準規(guī)范：

　　(1)統(tǒng)一用儀器原理命名法。(2)儀器名稱按照“配置功能-主要原理-主語”順序描述。對于復雜儀器，配置功能按照樣品分析時被分析物經(jīng)歷的次序描述。其中配置功能一般不超過3個，主要原理不超過2個。主語盡量用計、儀、鏡、器、機等明確主體，盡量不要用系統(tǒng)等模糊概念。

　　儀器主語是計，表示被分析物的信號在分析儀器的最后已經(jīng)被直接轉(zhuǎn)化成了電信號，與英文中的“meter”相對應(yīng)，如光量計;儀器主語是儀，表示被分析物的信號沒有被直接轉(zhuǎn)化為電信號的儀器，與英文中的“scope”相對應(yīng);儀器主語是鏡，表示檢測器通常是感光板，可直接用眼睛看，如顯微鏡、電鏡等。本文以電子顯微鏡、光學顯微鏡、質(zhì)譜儀3類分析儀器著手，根據(jù)數(shù)據(jù)庫中儀器相關(guān)信息歸納整理，同時參考儀器廠商的命名習慣，制定了該類大型儀器的命名規(guī)則和標準。

　　4.1顯微鏡

　　顯微鏡是用于放大微小物體使之可以為人眼所見的科研儀器，屬于通用大型科研儀器設(shè)備，根據(jù)所使用光源的不同，主要包括光學顯微鏡、熒光顯微鏡、電子顯微鏡等。顯微鏡的發(fā)明使人們可以看見數(shù)以百計的微小動物和植物，以及從組織到細胞等觀察對象的內(nèi)部構(gòu)造。最早的光學顯微鏡出現(xiàn)于16世紀末期的荷蘭，后來意大利科學家伽利略通過光學顯微鏡觀察昆蟲后，第一次對昆蟲復眼進行了描述。

　　隨后荷蘭亞麻織品商人列文虎克用自己磨制的光學透鏡第一次發(fā)現(xiàn)了尺寸在微米級的微生物，并因此被稱為“微生物之父”[7]。1931年，恩斯特·魯斯卡研制出了電子顯微鏡，能觀察到納米級微小的物體，并獲得1986的諾貝爾化學獎。根據(jù)對數(shù)據(jù)庫中約3500臺顯微鏡的現(xiàn)有名稱、技術(shù)原理、主要配置、生產(chǎn)廠商等進行歸納總結(jié)，提 煉其中的技術(shù)原理、主要配置信息，形成了如下顯微鏡規(guī)范命名規(guī)則。

　　光學顯微鏡[8]是以可見光/熒光為照明光源的顯微成像系統(tǒng);電子顯微鏡[9]是以電子束為照明光源的顯微成像系統(tǒng)。

　　4.1.1光學顯微鏡

　　1)主要配置/功能三：顯微鏡光路架構(gòu)。正置：物鏡在樣品上方。倒置：物鏡在樣品下方。

　　2)主要配置/功能二：成像模式。寬場(widefield)照明光源均勻地照亮整個視場成像。全內(nèi)反射(totalinternalreflection，TIRF)：依據(jù)全內(nèi)反射原理使入射光以滿足全內(nèi)反射的角度照射樣品，故能僅照亮貼近蓋玻片一側(cè)約100nm厚度范圍內(nèi)的樣品，從而避免非焦面熒光信號被激發(fā)。掠入射[10](grazingincidence，GI)：將入射光以大角度照射樣品，僅照亮貼近蓋玻片一側(cè)約1μm厚度范圍內(nèi)的樣品，有效避免光漂白及非焦面雜散光的影響。點掃描(spotscanning)：將照明光匯聚成點，逐點掃描樣品成像。轉(zhuǎn)盤掃描(spindisk)：利用多孔轉(zhuǎn)盤實現(xiàn)多點同步掃描。

　　3)主要配置/功能一：成像等技術(shù)原理。激光共聚焦(confocal)：激光經(jīng)照明光孔后聚焦到樣品上，在探測器前方與照明光孔相對于物平臺共軛的位置安置一探測光孔，可以有效過濾掉非焦面的雜散光，從而達到提高成像質(zhì)量的目的。超快(fast)：成像速度快，一般用于活體動態(tài)成像。超高分辨率(super-resolution)[11]：指突破了光學衍射極限的成像技術(shù)，包括結(jié)構(gòu)光照明、單分子定位、激光輻射耗盡等技術(shù)。冷凍(cryo)：樣品在-170℃以下環(huán)境的成像技術(shù)。激光切割(lasercutting)：利用激光對樣品進行微加工的技術(shù)。

　　4)具體技術(shù)原理。熒光(fluorescence)：物質(zhì)吸收光照或者其他電磁輻射后發(fā)出的光。熒光共振能量轉(zhuǎn)移(fluorescenceresonanceenergytransfer，F(xiàn)RET)：當一個熒光分子(供體)的熒光光譜與另一個熒光分子(受體)的激發(fā)光譜重疊時，供體熒光分子的激發(fā)能誘使受體分子發(fā)出熒光。熒光相關(guān)光譜(fluorescencecorrelationspectroscopu，F(xiàn)CS)：用兩個激發(fā)光譜橫向偏移但部分重合的熒光分子的熒光信號進行自身與交叉相關(guān)分析，用于分析溶液或者膜內(nèi)分子的擴散系數(shù)。

　　熒光壽命(fluorescencelifetime，F(xiàn)LIM)：去掉激發(fā)光后，熒光分子的熒光強度降到激發(fā)時的熒光最大強度的1/e所需要的時間定義為熒光壽命，可用于分析研究體系自身結(jié)構(gòu)、所處微環(huán)境等的微小變化。多光子(multi-photonexcitation)：基于多光子理論提出的新型光子技術(shù)，具備低光毒性、穿透深度深等特點。透射光(transmissionlight)：照明光透射樣品成像。偏振光(polarizedlight)：光的振動面只限于某一固定方向。偏振：光波電矢量振動的空間分布對于光的傳播方向失去對稱性的現(xiàn)象。

　　暗場(darkfield)：利用大角度照明阻擋透射過樣品的直射光，以反射光和散射光來觀察樣品。微分干涉(differential-interference，DIC)：兩束臨近光線經(jīng)過樣品后干涉增強成像反差。相差(phasecontract)：利用光的衍射把相差改為振幅差來觀察未染色的樣品。

　　4.2質(zhì)譜儀

　　質(zhì)譜分析是一種測量離子質(zhì)荷比(質(zhì)量-電荷比)的分析方法。質(zhì)譜儀[12-15]的基本原理是使試樣中各組分在離子源中發(fā)生電離，生成不同荷質(zhì)比的帶電荷的離子，經(jīng)加速電場的作用，形成離子束，進入質(zhì)量分析器。在質(zhì)量分析器中，再利用電場和磁場使發(fā)生相反的速度色散，將它們分別聚焦而得到質(zhì)譜圖，從而確定其質(zhì)量。

　　大型儀器設(shè)備數(shù)據(jù)庫優(yōu)化建議大型科研儀器名稱是儀器設(shè)備資源數(shù)據(jù)庫的核心字段，其規(guī)范標準的命名是建立高質(zhì)量科技資源數(shù)據(jù)庫的核心。儀器設(shè)備名稱的規(guī)范有利于儀器設(shè)備資源的準確檢索識別，從而進一步提高大型儀器的使用效率，支撐國家科技創(chuàng)新發(fā)展。同時有利于準確掌握某類儀器設(shè)備的存量，提高科技資源的配置效率，為此提出如下建議。

　　(1)在目前已經(jīng)完成顯微鏡和質(zhì)譜儀標準化命名的基礎(chǔ)上，擴大標準化命名的范圍，盡快完成對通用分析儀器的標準化命名工作，然后再對其他儀器進行標準化命名研究，最終形成大型科研儀器命名國家標準。(2)將標準化命名后的科研儀器資源信息嵌入“儀器信息庫”，實現(xiàn)對現(xiàn)有不規(guī)范的儀器名稱的更新和替換。(3)開展科研儀器標準化命名的宣傳和培訓，讓各部門、地方和法人單位理解科研儀器標準化命名的重要性，解讀標準化命名的方法和原則，為后續(xù)科研儀器資源信息的填報提供重要保證。

　　參考文獻(References)

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　　[5]中國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局，中國國家標準化管理委員會，科技平臺大型科學儀器設(shè)備分類編碼：GB/T32747-2016[S].北京：中國標準出版社，2016.

　　[6]洪生偉.標準化管理[M].北京：中國計量出版社，2012.

　　[7]WILSONM.Microscoperesolution:Concepts,factorsandcalculation[R/OL].(2016-12-02)[2021-12-05].

　　作者：王晉1，張文娟2，江永亨3，趙長征4，周勇義5，郭振璽5，徐振國1，黃春娟6，張麗娜7，韓玉剛6

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