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海洋三所科学仪器共享平台简介
(仪器共享平台网站)
(一)历史发展
为了贯彻落实国家实施科技创新发展战略的要求,有效地盘活和整合现有的科技资源,充分发挥现有科技资源的作用,海洋三所于2009年底开始筹划成立科学仪器共享平台,2010年年底成立仪器共享平台筹建工作领导小组,并制定了共享平台的筹建方案。2011年初,以国家海洋局将海洋三所列为首批仪器共享平台建设试点单位为契机,在所属各职能部门的协调配合下,海洋三所科学仪器共享平台(以下简称“仪器平台”)正式成立。
2011年以来在国家财政部和国家海洋局的大力支持下,仪器平台借鉴国内外先进的管理经验,创新管理体制与运行机制,先后制定出台了科学仪器共享相关管理办法;建立了大型仪器设备监控管理与服务网络,通过物联网技术实现了科学仪器资源的有效集中和开放共享。平台仪器共享管理系统于2012年9月初步建成、在所内试运行,并于2014年7月份正式对外提供共享服务。2017年12月,根据事业单位机构改革的要求,仪器平台(分析测试中心)纳入所里新成立的信息与测试保障中心统一管理。2021年3月,根据《自然资源部第三海洋所“三定”规定的通知》,由信息与测试保障中心分离并独立成立“分析测试中心(科学仪器共享平台)”。
几年来,在各级主管部门的扶持下,仪器平台得到了平稳地发展。所里通过统筹管理公共仪器中心平台和七个专业子平台,从多个层面上逐步推进全所科研仪器的开放共享和协作研究,共享仪器总数从成立之初的57台拓展到目前的266台套,总价值逾1.9亿人民币。根据“国发〔2014〕70号”文件精神,仪器平台还先后加盟了“厦门市科学仪器设备资源协作共享平台”、“厦门南方海洋研究中心海洋产业公共服务平台”、“福建省大型科学仪器设备协作共用网”、“国家大型仪器网络管理平台”等共享协作网络,进一步拓宽了对外服务的窗口,加快推进了科研设施与仪器向高校、科研院所、企业、社会研发组织等社会用户开放,充分释放服务潜能,为科技创新和社会需求服务,也为区域经济实施创新驱动发展战略提供了有效支撑。截至目前,平台注册用户突破1500人,其中所外用户821人,所外注册单位近180家,申请计量认证项目扩项52项;接待各级领导及同行的参观指导100余批次,参观人数逾800余人次。
科学仪器共享平台配备高素质的梯队技术测试队伍73人,其中高级职称26人,中级职称28人,初级职称19人。专门制定实验室《科学仪器实验技术队伍建设暂行规定》,多措并举保障人才队伍梯度建设。严格按照ISO 9001-2015质量管理体系和计量认证管理体系的文件要求,保证实验数据的准确性和有效性。2018和2019年度我所参加科技部“重大科研基础设施和大型科研仪器国家网络管理平台”组织的2017和2018年度大型科研仪器共享管理评价考核,考核成绩良好,并连续两年获得国家财政部考核后补助经费支持。
(二)核心业务
分析测试中心自成立以来,业务发展迅速,机时利用、共享服务及队伍建设等方面均取得明显进展。2018年度以来平台重点发展稳定同位素分析测试技术同时开拓其它分析测试业务,先后与国内200多家单位签订了2000余份测试合同,实现年分析测试合同总金额突破1500万元,完成了10万余份样品的多要素分析检测,在业内形成了较好的口碑和影响力。
中心服务的研究领域涉及生物、生态、化学化工、环境、医药、核辐射、大气、水文与地质等多个学科,逐步形成了以稳定同位素检测、核放射检测、有机化合物结构分析鉴定、化学元素与成分分析、显微观测分析为显著特色的综合性分析测试中心。特别是在稳定同位素分析测试方面,建立了沉积物有机碳氮同位素、水中氢氧同位素、碳酸盐碳氧同位素、磷酸盐和硝酸盐氧同位素、水体溶解无机碳(DIC)碳同位素、水体溶解有机碳(DOC)碳同位素、氨基酸和氨基糖等单体化合物碳氮同位素、氯离子和溴离子同位素;固相微萃取、热脱附和吹扫捕集法测试水样、土壤和大气等样品中VOCs碳氢同位素、耦合同位素分析测试(水体中溶解氧同位素、硝酸盐氮同位素和氧同位素)等分析测试方法,分析技术处于国内领先地位。
中心于引入三重四极杆电感耦合等离子体质谱(ICP-MSMS)、多接收器电感耦合等离子体质谱(MC-ICPMS)、加速器质谱(AMS)等大型设备,正开拓多种新技术解决方案以满足测试需求,包括:通过ICP-MSMS技术开展海水及沉积物中137Cs、90Sr等放射性核素的检测;通过MC-ICPMS拓展铅、锂等非传统金属稳定同位素指标的分析、通过AMS进行高精度14C定年等。依托加速器质谱技术,建立了水中溶解无机碳DIC和溶解有机碳DOC、大气中低浓甲烷CH4等样品的14C分析测试方法;环境、生态、地质和生命科学等领域中小分子到大分子化合物的提取,分离、富集和纯化以及石墨化,并进行14C分析测试。通过上述新技术的开发,将质谱技术应用于放射性核素检测、金属稳定同位素检测及14C分析,极大地拓展分析测试中心的能力范围。
此外,分析测试中心致力于国产设备升级改造,以替代进口设备,解决技术“卡脖子”瓶颈问题。近年自主研发设计的设备包括:(1)零本底固体自动进样器、双路进样针、微型氧化还原炉、高温裂解炉等小型设备。(2)稳定同位素质谱外设在线气体纯化、富集、分离、氧化、还原和裂解多功能自动处理系统。(3)建立低浓度甲烷和水中溶解有机碳DOC石墨化系统。
分析测试中心积极参与国际合作,2022年12月,在自然资源部、国家原子能机构、国际原子能机构的指导下,我所正式成立国际原子能机构同位素海洋学协作中心。作为国际原子能机构在华举办的第一个海洋领域的协作中心,该中心成立后积极履行职能:一是牵头组织承办亚太地区培训活动,举办“国际原子能机构同位素技术交流会”,参加“环境放射性测量分析实验室网络第20次协调会议”等,将应用同位素海洋学的技术手段及海洋环境放射性测量分析研究方法普及至亚太地区国家,为各国后续制定符合当地政策导向的可持续发展政策提供技术支撑。二是参与全球实验室检测比对,关注海洋环境安全。2023年加入国际原子能机构环境放射性测量分析实验室网络(ALMERA),2024年10月,我所科研人员受国际原子能机构的邀请赴日本福岛和东京参加了IAEA组织的福岛邻近海域的“海洋监测:建立信任和数据质量保证”和ALPS(多核素去除设备)确证取样调查活动,为我国周边海洋环境安全提供数据监测的保障。此外,我所完成“2023年国际实验室比对海水、沉积物和鱼样品采集活动”及2024年IAEA组织的水样、沉积物和铝土矿中放射性核素的分析比对活动;参加IAEA组织的2024年海水中氚、90Sr和γ核素的比对。三是与国际原子能机构共同开发标准样品,促进全球同位素研究领域合作。目前已完成标准样品的采集和初步前处理工作,并进行了初步的放射性核素检测调查,探究其作为标准样品的开发潜力。
一、平台共享仪器资源
266台套的大型室内分析仪器信息均已通过平台网站对外公开,技术服务涵盖生物、医药、化工、地质、环境、生态、核辐射本底监测等多个学科领域,所内外用户都可以通过平台网站预约仪器进行相关测试。
二、主要分析测试服务范围
三、分析测试中心在金属元素分析、稳定同位素检测和阴阳离子分析等方向的共71项指标中获得了CMA计量认证,可对外出具资质认定的数据报告:
1. 元素类(31项)
水样中的Cu、Cd、Pb、Ba、Cr、Cs、U、V共8 种金属元素的测定
土壤和沉积物样品中的Cd、Co、Cu、Cr、Mn、Ni、V、Mo、Sb共9种金属元素的测定
水样中的Co、B、Sr、Fe、Al、Li、Rb、Mo共8种金属元素的测定(《水质 65种元素的测定:电感耦合等离子体质谱法》HJ700-2014)
沉积物样品中Fe、Al共2种金属元素的测定(《海洋监测技术规程 第2部分:沉积物》HYT 147.2-2013/6
沉积物样品中 铜、铅、锌、镉、铬、锂、钒、钴、镍、砷、铝、钛、铁、锰的同步测定(电感耦合等离子体质谱法),海洋行业标准)
铜、铅、锌、镉、铬、锰、镍、砷、铝、铁的同步测定(电感耦合等离子体质谱法),海洋行业标准;
钾、钠:《食品中多元素的测定》GB 5009.268-2016)
2.阴阳离子类(12项)
海水水质中Na+、Ca2+、K+、Mg2+、NH4+五种阳离子的检测(《水质 可溶性阳离子的测定 离子色谱法》HJ 812-2016)。
海水水质中Cl-、PO43-、Br-、F-、I-、NO2-、NO3-七种阴离子的检测:
(Cl-、PO43-、Br-、F-、NO2-、NO3-:《水质 无机阴离子(F-、Cl-、NO2-、Br-、NO3-、PO43-、SO32-、SO42-)的测定 离子色谱法》HJ 84-2016 ;I-:《水质 碘化物的测定 离子色谱法》HJ778-2015)。
3.其他类(10项)
沉积物中有机质的碳稳定同位素组成、碳酸盐的碳、氧稳定同位素组成
地质中沉积物氢、氧含量的测定(《岩石有机质中碳、氢、氧、氮元素分析方法》GB/T 19143-2017)
地质样品同位素分析方法 第19部分:硫化物矿物 硫同位素组成测定 二氧化硫法(DZ/T 0184.19-2024)
硝酸盐氮同位素《水中硝酸盐氮同位素测定 化学转化法》 DB35/T 2006-2021
岩石有机质中碳元素《岩石有机质中碳、氢、氧、氮元素分析方法》 GB/T 19143-2017/3.1碳、氢、氮元素分析
13C《地下水质分析方法 第87部分:13C的测定 在线磷酸酸解-气体同位素质谱法》 DZ/T 0064.87-2021
水和废水中石油类含量测试《水质 石油类和动植物油类的测定 红外分光光度法》 HJ 637 -2018
土壤和水系沉积物中石油类含量测试《土壤 石油类的测定 红外分光光度法》 HJ1051-2019
此外,所内已有资质项目,平台通过人员培训资质认定的共18项。包括沉积物有机碳、沉积物全氮、沉积物碳酸盐、海洋大气中甲烷含量、海水水质中锰钴镍、海洋沉积物中砷铅锌、海洋生物体中铬砷铜铅锌镉锰镍。
以上,中心获得可出具检测报告资质的项目合计71项。
四、集中平台技术队伍情况
分析测试中心集中平台目前在编人员共8人,其中研究员1人,副高2人,中级2人,初级3人,项目聘请的科研助理16人,技术团队负责人尹希杰研究员。
五、平台组织开展技术交流与培训情况
2012年以来,仪器平台组织开展相关技术培训合计30余批次,参训人数一千余人次。其中,平台2014年度集中组织“共享仪器开放使用与技术培训”,参训人数217人次;2015年度组织“稳定同位素质谱技术开发与应用暨南极水样定值培训交流会”,参训人数112人次;2016年度组织“天然气水合物应用技术交流会”,参训人数51人次;2018年度组织举办了水体硝酸盐、亚硝酸盐和铵盐氮氧同位素测试技术培训和交流会,共30多家单位50人次参加。2024年度组织有机元素分析仪技术培训交流会,共10个单位的近20名技术人员参加。2024年度组织气体稳定同位素质谱分析技术培训交流会,共34家单位的51人次参加。
平台通过对内举办大型仪器操作技术培训,服务了所内科研需求,提高了仪器设备的使用率;通过对外举办专业技术培训交流会,极大的提高了在行业内的影响力也带来了委托测试业务量的提升。
部分培训现场照片
六、平台部份宣传展示图片
集中平台实验及办公场所
集中仪器平台部份仪器设备资源-1
集中仪器平台部份仪器设备资源-2
集中仪器平台部份仪器设备资源-3
集中仪器平台部份仪器设备资源-4
集中仪器平台部份仪器设备资源-5
集中仪器平台部份仪器设备资源-6
七、国际合作