張 婷，田 玲

(中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院·北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院 醫(yī)學(xué)信息研究所/圖書館，北京 100020)

科學(xué)儀器是用于科學(xué)研究的儀器，為天文、地理、物理、化學(xué)、生物等基礎(chǔ)學(xué)科的科學(xué)研究工作而研發(fā)或生產(chǎn)出來、完成某種在科學(xué)實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行宏觀或微觀的觀察、檢測、分析、記錄任務(wù)的儀器[1]。科學(xué)儀器是對物質(zhì)世界的信息進(jìn)行測量與控制的基礎(chǔ)手段和設(shè)備，在科學(xué)研究、國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)生活等方面日益發(fā)揮著巨大的作用。科學(xué)儀器的發(fā)展在一定程度上已成為反映一個(gè)國家經(jīng)濟(jì)水平的標(biāo)志[2]。筆者應(yīng)用PEST分析法，即從政治(political)、經(jīng)濟(jì)(economic)、社會(huì)(social)和技術(shù)(technological)等方面分析我國藥學(xué)領(lǐng)域科學(xué)儀器的發(fā)展環(huán)境，并提出我國科學(xué)儀器發(fā)展的建議。

1 背景

藥學(xué)的發(fā)展和進(jìn)步越來越多地依靠高新技術(shù)和現(xiàn)代儀器設(shè)備。20世紀(jì)中葉，物理化學(xué)和物理有機(jī)化學(xué)、生物化學(xué)和分子生物學(xué)的發(fā)展，精密的分析測試技術(shù)如色譜學(xué)、放射免疫測定、質(zhì)譜、核磁共振和X射線結(jié)晶學(xué)的進(jìn)步，以及電子計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，為闡明藥物作用機(jī)理和解析構(gòu)效關(guān)系奠定了堅(jiān)實(shí)的理論和強(qiáng)有力的實(shí)驗(yàn)技術(shù)基礎(chǔ)，使藥物化學(xué)的理論與藥物設(shè)計(jì)的方法與技巧不斷地升華和完善。目前分析儀器已發(fā)展成為藥物研發(fā)過程中必不可少的工具，從藥代動(dòng)力學(xué)、生物標(biāo)記物、生物分子學(xué)到蛋白質(zhì)藥物的研究，分析儀器都扮演著越來越重要的角色，可以說是藥物發(fā)現(xiàn)過程中的“眼睛”。隨著藥物研發(fā)產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展以及分析儀器的廣泛使用，科學(xué)家們對于儀器的“靈敏度”“穩(wěn)定性”“快速性”“便攜性”等方面提出了越來越嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

近幾年來，隨著信息科學(xué)、生命科學(xué)、材料科學(xué)、納米科學(xué)等深入發(fā)展，促使世界科學(xué)儀器學(xué)科與技術(shù)的進(jìn)展突飛猛進(jìn)，新技術(shù)異彩紛呈，新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)。另一方面，全球經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展不斷對技術(shù)和儀器提出許多新的需求，使科學(xué)儀器研究和應(yīng)用進(jìn)入一個(gè)前所未有的高速發(fā)展期。

國外企業(yè)借助在中國高端科學(xué)儀器市場的壟斷性優(yōu)勢，紛紛借助專利技術(shù)的保護(hù)、嚴(yán)格限制技術(shù)轉(zhuǎn)移等方法對我國實(shí)行技術(shù)封鎖，以保證其技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢和超額經(jīng)濟(jì)利潤。國際上許多著名科學(xué)儀器企業(yè)都在我國建立了大規(guī)模的生產(chǎn)和研發(fā)基地，吸納我國專業(yè)人才，進(jìn)行中國本土化生產(chǎn)，參與我國儀器設(shè)備招標(biāo)采購，使我國科學(xué)儀器設(shè)備產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨威脅。與國際先進(jìn)科學(xué)儀器相比，我國科學(xué)儀器的質(zhì)量存在明顯差距:產(chǎn)品的可靠性差，性能、功能落后，產(chǎn)品技術(shù)更新周期長，缺乏針對使用對象而開發(fā)的解決方案等。

2 PEST分析

2.1 政治環(huán)境

《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》(2006－2020年):該綱要提出了“加強(qiáng)科技基礎(chǔ)條件平臺(tái)建設(shè)”?？萍蓟A(chǔ)條件平臺(tái)建設(shè)重點(diǎn)之一是大型科學(xué)工程和設(shè)施。重視科學(xué)儀器與設(shè)備對科學(xué)研究的作用，加強(qiáng)科學(xué)儀器設(shè)備及檢測技術(shù)的自主研究開發(fā)。建設(shè)若干大型科學(xué)工程和基礎(chǔ)設(shè)施，包括在高性能計(jì)算、大型空氣動(dòng)力研究試驗(yàn)和極端條件下進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)等方面的大科學(xué)工程或大型基礎(chǔ)設(shè)施。推進(jìn)大型科學(xué)儀器、設(shè)備、設(shè)施的共享與建設(shè)，逐步形成全國性的共享網(wǎng)絡(luò)。

《國家“十二五”科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃》:該規(guī)劃提出了“加強(qiáng)科技條件資源的開發(fā)應(yīng)用”。加強(qiáng)科學(xué)儀器設(shè)備自主研發(fā)和應(yīng)用，以新原理、新方法為突破口，研發(fā)若干前沿重大科研儀器設(shè)備。集中力量攻克若干科學(xué)儀器設(shè)備核心技術(shù)和關(guān)鍵部件，研發(fā)一批重要通用科學(xué)儀器，提升科學(xué)儀器設(shè)備產(chǎn)業(yè)的核心競爭力。加強(qiáng)科學(xué)儀器的小型化、專用化研究，加快推進(jìn)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)科學(xué)儀器的應(yīng)用示范和產(chǎn)業(yè)化。

《科研條件發(fā)展“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃》:“十二五”是我國科研條件建設(shè)和發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，具體的發(fā)展目標(biāo)是努力實(shí)現(xiàn)“科研條件自主研發(fā)能力顯著增強(qiáng)”。攻克一批科學(xué)儀器新原理新方法，突破一批核心技術(shù)和關(guān)鍵部件，研發(fā)形成20種以上具有原創(chuàng)性的科學(xué)儀器設(shè)備，200種以上具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和產(chǎn)業(yè)核心競爭力的重大科學(xué)儀器設(shè)備。重點(diǎn)任務(wù)是“加強(qiáng)科技條件平臺(tái)和實(shí)驗(yàn)服務(wù)基地建設(shè)”。加強(qiáng)國家大型科學(xué)儀器中心和國家級分析測試中心建設(shè)，提高科學(xué)儀器設(shè)備裝備水平，開展分析測試新技術(shù)、新方法研究、推廣和應(yīng)用，為基礎(chǔ)研究、高新技術(shù)發(fā)展和行業(yè)技術(shù)進(jìn)步提供支撐;在綜合集成現(xiàn)有優(yōu)勢資源的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步推進(jìn)生命科學(xué)、材料科學(xué)、資源環(huán)境等領(lǐng)域國家大型科學(xué)儀器中心建設(shè)。同時(shí)，還提出了“加強(qiáng)科學(xué)儀器設(shè)備研發(fā)和應(yīng)用”。以新原理、新方法為突破口，研發(fā)若干前沿重大科研儀器設(shè)備，為引領(lǐng)科技創(chuàng)新、搶占戰(zhàn)略制高點(diǎn)提供手段支撐。加強(qiáng)重大科學(xué)儀器設(shè)備開發(fā)，集中力量攻克若干科學(xué)儀器設(shè)備核心技術(shù)和關(guān)鍵部件，研發(fā)一批重大通用科學(xué)儀器設(shè)備，加快科學(xué)儀器設(shè)備的小型化、專用化研發(fā)，提升科學(xué)儀器設(shè)備產(chǎn)業(yè)核心競爭力。加強(qiáng)科學(xué)儀器設(shè)備工程化和產(chǎn)業(yè)化技術(shù)研究，強(qiáng)化具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)科學(xué)儀器設(shè)備的應(yīng)用示范，推進(jìn)科學(xué)儀器設(shè)備研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化基地建設(shè)，支持一批科學(xué)儀器設(shè)備創(chuàng)新型企業(yè)發(fā)展。

2.2 經(jīng)濟(jì)環(huán)境

藥學(xué)發(fā)展的歷史證明，藥學(xué)的發(fā)展和進(jìn)步越來越多地依靠高新技術(shù)和現(xiàn)代儀器設(shè)備的問世和發(fā)展。每一種新的技術(shù)和新的儀器設(shè)備一旦在藥學(xué)領(lǐng)域中運(yùn)用都會(huì)給藥學(xué)事業(yè)帶來新的活力?！笆濉币?guī)劃中，國家在科學(xué)儀器方面啟動(dòng)了兩大專項(xiàng)，基金委投資6.5億元，科技部投資8.6億元，從資金方面對儀器研發(fā)起到保障作用。

隨著國家對科技重視程度的提高，研發(fā)經(jīng)費(fèi)也呈現(xiàn)出上升的勢頭，科學(xué)研究對科學(xué)儀器的需求不斷增加，應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴(kuò)大。隨著化學(xué)、分子生物學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)、藥物學(xué)、納米材料等學(xué)科的發(fā)展及學(xué)科交叉、聯(lián)用技術(shù)的廣泛應(yīng)用，科學(xué)儀器將得到更大更快的發(fā)展，對科學(xué)儀器的需求也不斷擴(kuò)大。我國科技的迅猛發(fā)展存在著巨大的科學(xué)儀器潛在市場。

我國科學(xué)儀器的發(fā)展已經(jīng)初具規(guī)模，但總體仍處于幼稚期。總體水平還很落后，基礎(chǔ)比較薄弱，持續(xù)創(chuàng)新能力不足，技術(shù)系統(tǒng)性差。由于核心技術(shù)匱乏，我國科學(xué)儀器技術(shù)水平同發(fā)達(dá)國家相比仍有較大差距，主要生產(chǎn)中低端儀器及其配件，中高檔儀器設(shè)備方面基本處于空白，即便在一些科學(xué)儀器設(shè)備方面有一定突破，但離市場尚存較大差距。企業(yè)還未成為技術(shù)創(chuàng)新的主體。我國科學(xué)儀器企業(yè)大多數(shù)成立時(shí)間較短，企業(yè)規(guī)模較小，注冊資金少，企業(yè)的平均利潤不高;研究開發(fā)經(jīng)費(fèi)投入強(qiáng)度高，但數(shù)額不大;研發(fā)人員占比例不低，但缺少高端人才;發(fā)明專利少，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品少，企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新能力不強(qiáng)，缺乏競爭后勁，市場競爭力差。因此，用于科學(xué)儀器技術(shù)開發(fā)的資金投入也很少，使得我國目前科學(xué)儀器的發(fā)展?jié)摿蛣?dòng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)新形勢發(fā)展的需求。

2.3 社會(huì)環(huán)境

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，環(huán)境保護(hù)、國防建設(shè)、食品安全、生產(chǎn)安全、醫(yī)療衛(wèi)生等經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要領(lǐng)域?qū)茖W(xué)儀器的需求不斷上升，使它在整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)體系中發(fā)揮著越來越重要的作用?？茖W(xué)儀器已經(jīng)不僅僅是科學(xué)研究的基礎(chǔ)手段，而是整個(gè)國家科技、經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略中有著重要地位的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。因此加速推進(jìn)科學(xué)儀器的資助研發(fā)共組，增強(qiáng)產(chǎn)業(yè)的自主創(chuàng)新能力，是保障搶占科技戰(zhàn)略制高點(diǎn)，保障科技、經(jīng)濟(jì)發(fā)展主動(dòng)權(quán)和領(lǐng)先權(quán)的關(guān)鍵之舉。

我國對科學(xué)儀器設(shè)備需求在不斷上升，科學(xué)儀器設(shè)備進(jìn)口數(shù)量持續(xù)增長，與食品安全、環(huán)境保護(hù)、醫(yī)藥衛(wèi)生相關(guān)的色譜、質(zhì)譜、電泳儀等需求強(qiáng)勁，進(jìn)口增幅大。目前，我國科學(xué)研究和生產(chǎn)、檢測領(lǐng)域依賴進(jìn)口科學(xué)儀器的“空芯化”現(xiàn)象嚴(yán)重。這種現(xiàn)象在國家投入大量資金建設(shè)建立的大型、重點(diǎn)研究實(shí)驗(yàn)基地尤為明顯。有關(guān)資料顯示，目前我國科學(xué)儀器的支出約占科研項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)的25%[2]。在我國固定資產(chǎn)投資中，有60%是用于進(jìn)口設(shè)備的，其中很大部分是關(guān)鍵的高端科學(xué)儀器設(shè)備，以分析檢測科學(xué)儀器設(shè)備為例，技術(shù)密集的高端科學(xué)儀器設(shè)備，如色譜－質(zhì)譜儀、核磁波譜儀、等離子質(zhì)譜儀等，完全依賴進(jìn)口[3]。

在過去的20年中，我國在關(guān)鍵先進(jìn)儀器的創(chuàng)新方面逐步喪失了國際競爭力，在大部分重點(diǎn)先進(jìn)裝備領(lǐng)域的競爭上更處于劣勢，關(guān)鍵科學(xué)儀器裝備嚴(yán)重依賴國外技術(shù)。我國在科學(xué)儀器的研究和制造方面與發(fā)達(dá)國家相比差距不是縮小，而是逐步拉大，對國外儀器依賴度逐年增高。科學(xué)研究依賴進(jìn)口科學(xué)儀器的“空芯化”現(xiàn)象使得我國科技創(chuàng)新面臨十分不利的局面。

2.4 技術(shù)環(huán)境

中醫(yī)中藥現(xiàn)代化發(fā)展，促進(jìn)各種光譜、色譜、質(zhì)譜、核磁、X射線及聯(lián)用儀器在中醫(yī)中藥研究領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，今后不但現(xiàn)有的各種科學(xué)儀器及聯(lián)用儀器將繼續(xù)促進(jìn)中醫(yī)中藥事業(yè)的發(fā)展，而且會(huì)出現(xiàn)一系列開創(chuàng)性的分析檢測技術(shù)和中醫(yī)中藥研究、應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Ｓ玫目茖W(xué)儀器。

軟件是科學(xué)儀器發(fā)展的重要方向。現(xiàn)代儀器的設(shè)計(jì)中軟件的工作量已占70%～80%，并在某種程度上決定了儀器的功能和性能[2]?，F(xiàn)代科學(xué)儀器已經(jīng)經(jīng)歷了數(shù)字化、計(jì)算機(jī)化、智能化進(jìn)入全面信息化的新發(fā)展階段。信息時(shí)代的科學(xué)儀器是建立在信息網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，儀器的信息獲取(傳感)、數(shù)據(jù)處理、傳輸、反饋控制種種功能是有機(jī)、有序地分布在網(wǎng)絡(luò)(局域網(wǎng)或遠(yuǎn)程網(wǎng))各端，在信息化基礎(chǔ)上通過信息交互途徑工作的[1]。

科學(xué)儀器的發(fā)展方向既有向高、精、尖、成套化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的趨勢，也有向小型化、專用化、簡用化方向發(fā)展的趨勢。近年來小型化、專用化、簡用化已成為現(xiàn)代科學(xué)儀器科技和產(chǎn)業(yè)引人注目的發(fā)展方向[4]?？茖W(xué)儀器研究的尺度已深入到納米和微米，研究的對象和過程從靜態(tài)轉(zhuǎn)入動(dòng)態(tài)，利用現(xiàn)代制造技術(shù)、納米技術(shù)、計(jì)算機(jī)理論、仿生學(xué)原理和新材料等高新技術(shù)發(fā)展新型的科學(xué)儀器成為主流[2]。目前已經(jīng)有了“芯片實(shí)驗(yàn)室”(Lab on a chip)，可以在一個(gè)芯片上實(shí)現(xiàn)采樣、分離、反應(yīng)、分析整個(gè)分析檢測過程。這種小型化、專用化、簡便化的發(fā)展方向是建立在各種最新科技成果基礎(chǔ)上的，儀器雖然小了、專用了、方便了，但仍然是準(zhǔn)確可靠，甚至可達(dá)到無維護(hù)、長壽命程度[4]。

3 對我國科學(xué)儀器發(fā)展的建議

3.1 創(chuàng)造良好的政策環(huán)境

合理的政策將引導(dǎo)我國企業(yè)和科研院所更加主動(dòng)地進(jìn)行自主創(chuàng)新。國家應(yīng)制定合理、科學(xué)的政策，從財(cái)政投入、稅收優(yōu)惠、加大知識(shí)產(chǎn)權(quán)鼓勵(lì)與保護(hù)等多角度的政策方面促進(jìn)科學(xué)儀器設(shè)備的自主創(chuàng)新，為我國科學(xué)儀器的發(fā)展?fàn)I造一個(gè)良好的環(huán)境。

3.2 扶持和鼓勵(lì)企業(yè)的自主研發(fā)

鼓勵(lì)在科學(xué)儀器領(lǐng)域的發(fā)明與創(chuàng)新，鼓勵(lì)和推動(dòng)我國科學(xué)儀器事業(yè)的發(fā)展，擴(kuò)大國產(chǎn)科學(xué)儀器的市場占有率;鼓勵(lì)地方政府及社會(huì)各界加大對科學(xué)儀器研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的投入;加強(qiáng)新型科學(xué)儀器的開發(fā)創(chuàng)新、關(guān)鍵零部件研制和新型應(yīng)用軟件的開發(fā)研究;根據(jù)發(fā)展重點(diǎn)，有計(jì)劃地選擇具有近期市場需求和技術(shù)優(yōu)勢的儀器進(jìn)行攻關(guān);引導(dǎo)企業(yè)盡快成為技術(shù)創(chuàng)新的主體。

3.3 加強(qiáng)人才的培養(yǎng)和激勵(lì)

科學(xué)儀器技術(shù)人員的專業(yè)水平對科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)有很大的影響，應(yīng)加強(qiáng)專業(yè)使用人才的培養(yǎng)。通過項(xiàng)目的組織，穩(wěn)定儀器研發(fā)人員隊(duì)伍，并吸引年輕的技術(shù)人員從事儀器研發(fā)、操作以及維修工作，有針對性地開展培訓(xùn)，培養(yǎng)出更多的技術(shù)人才。

3.4 加強(qiáng)新技術(shù)新方法的研究

科學(xué)儀器是成熟的測試技術(shù)和方法的物化，其創(chuàng)新性往往決定著科學(xué)儀器的創(chuàng)新性水平。為此，新技術(shù)和新方法研究對科學(xué)儀器的發(fā)展至關(guān)重要，要特別提倡科學(xué)儀器的新原理、新設(shè)計(jì)、新工藝的研究和開發(fā)。

[1]范世福.科學(xué)儀器學(xué)科的現(xiàn)代化發(fā)展[J].中國儀器儀表，2009(5):26－31.

[2]吳波爾，張渝英.大力發(fā)展我國科學(xué)儀器事業(yè)[J].現(xiàn)代科學(xué)儀器，2002(1):8－16.

[3]田 杰，練 霞.切實(shí)提高科學(xué)儀器設(shè)備國產(chǎn)化率是保障我國科技自主創(chuàng)新的基礎(chǔ)[J].現(xiàn)代科學(xué)儀器，2007(5):22－25.

[4]范世福.科學(xué)儀器事業(yè)的發(fā)展方向和前沿[J].現(xiàn)代科學(xué)儀器，2003(1):16－19.