大型儀器設(shè)備命名規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)是完善儀器信息的前提，有利于加強(qiáng)儀器設(shè)備資源的識別，有助于建設(shè)準(zhǔn)確的“大型儀器信息數(shù)據(jù)庫”，促進(jìn)儀器設(shè)備資源數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)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(biāo)準(zhǔn)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(zhǔn)確的大型儀器信息數(shù)據(jù)庫將有利于進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)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(cái)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(jì)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(jī)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(jì)數(shù)據(jù)按照財(cái)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(xì)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(xì)分，相關(guān)種類超過1500個。

　　“儀器信息庫”統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)是按照《科技平臺大型科學(xué)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(biāo)準(zhǔn)由全國科技平臺標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會提出，規(guī)定了科技平臺大型科學(xué)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(xué)儀器設(shè)備的調(diào)查統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)分析、科學(xué)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(xué)、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(xué)技術(shù)上用于實(shí)驗(yàn)、計(jì)量、觀測、檢查、計(jì)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(jì)量儀器、力學(xué)儀器、光學(xué)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(xué)科或?qū)�業(yè)用途，可以劃分出天文儀器、地球科學(xué)儀器、醫(yī)藥衛(wèi)生器械、生物科學(xué)儀器、農(nóng)林科學(xué)儀器、工業(yè)自動化儀器、材料試驗(yàn)機(jī)和試驗(yàn)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(fù)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(diǎn)不易揮發(fā)、受熱不穩(wěn)定和分子量大的有機(jī)化合物的儀器設(shè)備，它由儲液器、泵、進(jìn)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(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)。主觀原因有三點(diǎn)：

　　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(yán)謹(jǐn)。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(zhǔn)確(如把高效液相色譜儀寫成蛋白質(zhì)純化儀)。

　　第二，財(cái)政部大型科學(xué)儀器分類標(biāo)準(zhǔn)和編碼過于復(fù)雜，入庫管理員很難將設(shè)備信息和復(fù)雜的分類編碼準(zhǔn)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(jìn)，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(jì)4.2萬臺/套。按照《大型科學(xué)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(biāo)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(biāo)準(zhǔn);命名盡量符合現(xiàn)有儀器命名和廠家廠商產(chǎn)品命名習(xí)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(biāo)準(zhǔn)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(fù)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(jì)、儀、鏡、器、機(jī)等明確主體，盡量不要用系統(tǒng)等模糊概念。

　　儀器主語是計(jì)，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(jì);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(xué)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(xí)慣，制定了該類大型儀器的命名規(guī)則和標(biāo)準(zhǔn)。

　　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(xué)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(jì)的微小動物和植物，以及從組織到細(xì)胞等觀察對象的內(nèi)部構(gòu)造。最早的光學(xué)顯微鏡出現(xiàn)于16世紀(jì)末期的荷蘭，后來意大利科學(xué)家伽利略通過光學(xué)顯微鏡觀察昆蟲后，第一次對昆蟲復(fù)眼進(jìn)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(xué)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(xué)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(jìn)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(xué)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(xué)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(diǎn)掃描(spotscanning)：將照明光匯聚成點(diǎn)，逐點(diǎn)掃描樣品成像。轉(zhuǎn)盤掃描(spindisk)：利用多孔轉(zhuǎn)盤實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)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(dá)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(xué)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(jìn)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(dāng)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(jìn)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(kuò)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(qiáng)度降到激發(fā)時的熒光最大強(qiáng)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(diǎn)。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(qiáng)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(jìn)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(biāo)準(zhǔn)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(zhǔn)確檢索識別，從而進(jìn)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(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)化命名的基礎(chǔ)上，擴(kuò)大標(biāo)準(zhǔn)化命名的范圍，盡快完成對通用分析儀器的標(biāo)準(zhǔn)化命名工作，然后再對其他儀器進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化命名研究，最終形成大型科研儀器命名國家標(biāo)準(zhǔn)。(2)將標(biāo)準(zhǔn)化命名后的科研儀器資源信息嵌入“儀器信息庫”，實(shí)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(biāo)準(zhǔn)化命名的宣傳和培訓(xùn)，讓各部門、地方和法人單位理解科研儀器標(biāo)準(zhǔn)化命名的重要性，解讀標(biāo)準(zhǔn)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(xiàn)(References)

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

　　[6]洪生偉.標(biāo)準(zhǔn)化管理[M].北京：中國計(jì)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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