〔编者按〕目前，我国一些科研单位和高等院校的现代化大型仪器，如加速器、大型电子计算机、电子显微镜等使用率不高，有的则在同一省、市打算搞两个电子计算机计算中心，这就没有必要。特别像我们这样一个发展中的社会主义国家，办任何事情都要从实际出发，以发挥现有各类仪器的效用。美国近年来发展起来的区域性仪器设备中心，这一做法很值得我们借鉴。希望我国的科学技术管理部门、教育部门的同志都来研究一下，以较少的投资，取得更大的效益。这篇文章所提供的经验值得参考。
美国复员军人管理局想要给一些曾经接触过一种叫做澄黄剂的落叶剂的从越南归来的退伍军人作组织样品检查。这种除莠剂含有称为Dioxin的污染物——它会诱发实验动物的癌症和出生缺陷，人们还怀疑它是导致接触过这种药剂的妇女流产的原因。退伍军人管理局研究人员想要进行的Dioxin浓度测定是10-12（—万亿分之一）级的，只有使用—种同气体色谱仪配套的高分辨率质谱仪才能做到，这样一套仪器设备价值30 ～ 50万美元。退伍军人管理局没有，也不清楚哪里有这种设备，也没有钱自己买一套。
达特茅斯学院的科学家需要了解在一万亿分之几秒瞬间发生的分子间能量传递的情况。有几种类型的激光器可以用于这个目的，但是研究人员既没有适用的激光器，也没有运用这种激光器的专长来建立相应的实验。
有一家制药厂相信它可以提高一种药物的疗效，如果它能够确定构成药物的若干种化合物中的一种是怎样同蛋白质分子相互作用的。使用高频核磁共振谱仪可以得到有关这种药物如何同蛋白质结合的资料数据。但是这家制药厂并没有这样一台大约价值40万美元的仪器。
复员军人管理局的科学家后来利用设在尼布拉斯加大学的中西部质谱测量中心，解决了他们的问题。他们为此也可以利用设在巴尔的摩市约翰 · 霍布金斯大学的质谱测定中心。设在费城的宾夕法尼亚大学的地区激光实验室则解决了达特茅斯学院的研究人员所需的激光器和运用激光器的专门知识。在加州大学柏克莱分校以及麻省理工学院也有类似的设施。前面提到的制药厂利用南卡罗林纳大学磁共振实验室的设备取得了他们所需的资料，每份样品收费5美元，使用质谱仪每小时收费50美元。科罗拉多州立大学、厄巴纳的伊里诺大学、加州理工学院以及耶鲁大学四校也有类似的实验室。这些中心是目前正在全国建立的十四个地区试验设备中心的组成部分。建立试验中心网络的目的是为分散在全国各地的规模大小不等的大学、工业实验室以及各政府部门的科学家们提供最新式的分析仪器。有六个仪器“超级市场”已经开始营业，预计1979年末另外八个也要开始服务。其中包括设在亚利桑那大学的同位素年代测定和微量元素分析设施，设在亚利桑那州立大学的高分辨率电子显微镜中心，以及分设在蒙塔纳州立大学和敏尼索达大学的一个表面分析中心。
建立这些中心之所以必要是因为：① 最新式的研究工具价格高昂；② 在许多学科的前沿进行研究工作的科学家们愈来愈需要利用这些设备。最近进行的一项调查表明：1970至1978年间，在分子和原子光谱、色谱、聚合物特性和化学分析等五个基本领域中每台单价5000美元以上的科学仪器平均每年涨价20%。尼布拉斯加大学的Gerhard G. Meiseis教授回顾说：“在六十年代初期有15万美元经费就可以装备一个拥有第一流质谱仪和核磁共振谱仪各一台的设备良好的实验室，现在需要花十倍的钱。”
参加这种游戏的入场费介于40 ～ 50万美元之间——相当于各地区中心一台最精巧的质谱仪的价钱。显然每个需要利用这种设备的人都各自买一台是不可能的。即使联邦政府也无力提供购买40 ～ 50台这种仪器所需的经费。既避免不必要重复，又不妨碍科学家利用昂贵设备的最好办法就是大家合用仪器。
当国家科学基金会于1978年宣布实施此项计划时，头一年仅有350万美元经费可资利用，其中50万美元来自能源部。至1978会计年度末，基金会就收到了113项申请，要求花费的经费总额高达1.66亿美元，殊非意料所及；这也说明很有必要建立这种专管共用的中心。
头一年的经费只够资助六个中心用的，经过筛选决定在宾夕法尼亚大学、约翰 · 霍布金斯大学医学院、南卡罗林纳大学、尼布拉斯加大学、科罗拉多州立大学和亚利桑那大学六校建立第一批设施。
1979年又收到52项申请，基金会举行第二轮评选，从中选择了八个新的中心，给予资助。基金会决定拨出一批为期四年的补助金，总额11,392,000美元，用来在亚利桑那州立大学、加州理工学院、伊里诺大学、麻省理工学院、敏尼索达大学、蒙塔纳州立大学和耶鲁大学等八校建立专管共用设施。
这些中心以着重解决需要最新式仪器和测试方法的问题为重点。然而也为规模较小的大学和工业实验室提供一些例行服务，例如作一些旨在证实或确定分子结构的低分辨率光谱测定。实际上用户既可以把试样送交中心，参加试验的设计和实施，也可以经过一段培训和考核以后独立地在现场进行实验。区域性设施的任务还包括教会科学家怎样设计试验，以便最好地利用现有设备。
中心依靠已经建立起来的若干实验室进行建设，这些实验室过去在研究工作和试验技术两方面已经积累了使用价格高昂的精密仪器设备的经验，工作很出色，而这些设备又是不可能让许多学校都重复购置的，例如尼布拉斯加的设施从1976年以来已拥有一台质谱仪在运行。
上述十四个区域性仪器测试中心并非美国最初的专管共用设备。能源部、国家海洋大气局、国防部、宇航局以及其他机构都资助建立了一批国家实验室和中心。国家卫生研究院维护运行的生物医学方面的仪器设施，除供本院研究人员使用外，也提供接受研究补助金的院外科学家使用。国家科学基金会自己早就资助建立了一批专管共用的材料研究实验室，还建立了供大学使用的海洋调查船队，以及进行天文学、大气科学观测和科研工作的国家中心。此外还建立了化学、地质工程技术、磁学、粒子物理、行为科学以及其他科学领域的计算中心。
但是分析仪器是一项特殊问题。早在五十年代中期国家科学院和其他团体就对这一问题进行过调查研究，它早已成为若干科学领域前进的障碍。早在1957年国家科学基金会就已开始实行给大学的学系提供仪器设备补助金（购置的设备供全系使用）而不是给个别的从事研究工作的化学家。
至1978年，国家科学院、犹他大学和国家科学基金会进行的调查研究均表明仪器价格已上升到这样的程度，使得建立少数专管共用的拥有良好设备的测试中心是合算的，于是建立区域测试中心的计划才成为现实。1979年来头一批六个中心至少已部分建成开始服务，等待补充新的仪器和房舍。
质谱仪
尼布拉斯加大学的质谱仪设施开了精密仪器专管共用的先例，成为它的核心的第一台质谱仪（Kratos-AEI MS-50型）是用国家科学基金会拨给化学系的专题加上州政府的经费购置的，从1976年以来一直在运行。该实验室还有另外四台质谱仪。
巴尔的摩市的大西洋岸中部质谱实验室有一台配有23,000高斯磁铁的MS-50，可用以分析大分子。虽然它的铭牌性能为3,000个质量单位，约翰 · 霍布金斯大学的仪器专家们已经改进机器的性能使之能分析质量高达10,000的油分子。该中心的主任Catherine Fenselau说：“这是符合我们不断提高和维持最先进水平的职责要求的。3,000至10,000质量单位之间这个范围包括许多比质谱仪通常研究的分子大得多的分子，例如多肽、多糖和其他重要的生物分子。”
这一中心擅长的测试技术包括生物化学、医学、药物学等方面的高分辨率质量测量。该中心拥有的这台唯一的超级质谱仪是从1979年9月开始工作的。该中心的经理Robert J. Cotter说：我们为外界用户完成的测试工作大部分属于检验、证实抗生素、肽（缩氨酸）和工业聚合物等的分子结构。
磁共振谱学
南卡罗林纳大学实验室配备的最新式核磁共振谱仪是一台Brucker WH-400型傅里叶转换NMR谱仪，它有94,000高斯的超导磁铁提供均匀的磁场，可以使用频率可高达400兆赫的交变磁场提供所需的共振能。用户除了这一台仪器外，还有另外四台NMR谱仪可以利用。
科罗拉多中心的四台NMR谱仪，有三台自1979年10月以来已投入运行。第四台谱仪（Nicolel NT-360型）的共振频将提高到400兆赫以便用于同位素检测等工作。周期表中的一百多种元素中的每一种元素都有一种主要或次要的同位素（时常有好几种）每一种同位素都有自己的磁矩。科罗拉多州立大学的400兆赫NMR谱仪像南卡罗林纳那一台仪器一样，将能检测几乎所有的同位素。
从1979年3月起，南卡罗林纳的NMR测试小组开始用一台200兆赫的谱仪为外界用户作测试工作。这台仪器的磁铁的内孔口径较宽（90 mm），可以用来分析大的试样，这在进行稀薄溶液的分析时是比较有利的。虽然质谱方法可以用以测量微微克（10-12克）级的试样，NMR仪器需要试样至少是微克（10-6 克）级的，有些稀薄溶液试样还要大得多。400兆赫的NMR谱仪灵敏度更高一些，其分辨率可以同200兆赫仪器的测试范围重叠。前者由于有较高灵敏度，可以分析较小的试样，并且使较大的分子如蛋白质等比较易于辨别。此外，较高的磁场强度又使我们能够研究磁矩较小的原子核，例如U-235，这在过去是比较难办的。南卡罗林纳实验室的专长领域是生物分子，而科罗拉多中心的设备则集中力量于研究矿物燃料。Maciel说：我们的200兆赫仪器是专门设计用来取固态试样的谱线的。这种技术是近来发展成功的。煤和油页岩的溶解度太低不能作液态分析，又过于无定形而不宜进行X射线分析。这一状况使得我们对构成矿物燃料的有机分子的细节所知甚少。我们对于在加热过程中，特别是像煤的气化和油母页岩干馏过程中分子结构发生的变化特别感兴趣。
“我们长期的研究工作目标包括在固态和液态分析之间架起一座桥梁。大多数化学反应是在溶液中进行的，但是大部分物质结构数据又是从固体的X射线分析得来的。然后把这样得来的数据外延到液态。”在范巴纳的伊利诺大学以及在加州理工学院两校新建的仪器中心也将提供对固态和液态物质进行极灵敏的和高分辨率的测试条件。
激光器
麻省理工学院的激光光谱和动力学实验中心是为东北地区服务的。在西海岸，坐落柏克莱的旧金山激光中心将由斯坦福大学和加州大学柏克莱分校两地抽调主要研究人员。宾夕法尼亚大学测试中心拥有四个设备不同的激光实验室和一个制备和净化材料的实验室。三个中心都有光电子学和激光化学方面的专家可协助研究人员规划和进行实验。
宾夕法尼亚中心的主任M. Hochstrasser说：“我们使用的许多种激光器不是在市场上买现成的，而是由我们自己研制的。即使是买来的仪器，我们也已改装过以提高其性能。要是没有像这样的实验室，一个研究人员或许要为进行一项试验先花上二或三年来研制所需的激光器。”
宾夕法尼亚大学的红外激光实验室将装备功率可调激光器，能够使用红外波段的某些特定频率来破坏分子内的某些化学键。这种反应所具有的选择性已经使苏联科研人员能够分离硼 - 10和硼 - 11。在美国，政府和工业部门正在共同努力研制一种能够把可裂变的铀—235从不能裂变的铀—238分离开来的红外仪器。
宾夕法尼亚中心的第二实验室专门进行毫微秒（10-9秒）级的闪光光解，这种技术可以用以鉴别含量极少的分子并确定它们的内能状态。采用这种方法，首先用一脉冲激光束把分子的电子的能级提高，当电子降回到基态时发出荧光——放射出可见光——从放射出的光的谱线可以检测或鉴别物质的种类。（现在任旧金山中心主要研究人员之一的Richard N. Zare，以前曾使用此法检查出一种谷物样品中含量只有毫微微克级的致癌物质。）
因为费城的激光器能够以很高的速度重复发出毫微秒级的脉冲，研究人员可以追踪化学反应是如何进行的——即观察从一个毫微秒到另一毫微秒分子内的能量传递状况。Hochstrasser指出，由于有了大功率高速度重复的毫微秒级激光器，人们能够对溶解在液体中的分子是怎样分解、扩散和发生相互作用在时间上予以精确地描述。”也将有可能使科学家“观察”到像酶的作用这种生物学过程。这种类型的仪器是一种强有力的新工具，目前在美国为数也很少，还不可能广泛利用。
Hochstrasser接着说：“我们中心的四个实验室所具有独特能力是我们装备有超短脉冲激光器，可以用以观察时间尺度为10-8至10-13秒的事件。”这种被称为“量子豌豆射击器”的仪器连续射出有一毫米宽的间隔两米的脉冲（脉冲经历的时间太短促，无法用电子学方法分辨；时间根据激光器断续发出的闪光时光行走的距离来测量）。
Hochstrasser说：“在自然界有许多最激动人心的事情是发生在这种时间尺度上的。其中包括光合作用、视觉的最初几个阶段以及血红蛋白分子怎样吸收氧等等。这样一些基本过程还没有为人们很好地了解，因为我们只看到了最后的结果。超短脉冲激光器给我们打开了一个窗口，使我们能够据以观察生物过程和化学过程，因为我们可以一步步地追踪所发生的反应了。”
研究人员为了能够洞悉反应的“奥秘”，希望能够检测出一个光子所引起的变化。研究人员有了这种高分辨率的激光器就如同独具“慧眼”一样，能够看到一个分子怎样扭曲运动，也就是它怎样随着一个光子的能量在每一瞬间的状态而相应地发生转动、振动和移动状态的变化。宾夕法尼亚、旧金山、MIT三个中心的激光光谱实验室都将装备高分辨率的仪器。
加速器设备
亚利桑那大学拥有独一无二的最新式的同位素年代测定设备以及使用X射线辐射频谱进行痕量分析的设备。该大学的地学和物理学各个系共同负责管理这一设施，它拥有可供生物学、环境科学、法医学、地质学、医学以及若干交叉学科领域科学工作者使用的各种仪器。地球科学系的Paul E. Damon预计有一台串列静电加速器到1980年3月即可投入运行。
外界用户目前已经使用一种称为光子诱发的X射线辐射（PIXE）的痕量分析方法。从两台Vander Graaff加速器把能量为2或6 MV（百万伏）的光子射击到靶体混合物上，使混合物中每一种元素都发出一种特有的X射线。大多数原子量超过10个质量单位的元素，如果其浓度超过大约一千万分之一，就可以检测出来。在特殊情况下，十亿分之一的含量也能够检测出来。
一项意义重大的试验
虽然头一批建立的六个中心中有五个都因种种原因推迟了开始工作的时间，一旦它们宣布开张以后，就不断有询问和承担任务的建议送来。尼布拉斯加的质谱实验室在头几个月运行期间为物理化学家和环境学家进行的工作，要比为合成或分析化学家进行的工作多。宾夕法尼亚和巴尔的摩两个中心在1979年下半年接到工业部门委托的任务比从大学接受的多（按现行规定，工业部门的科学家必须同意“迅速”发表研究成果才有资格使用测试中心设备）。
建立地区性测试中心的计划被认为是试验性质，对其进展情况将予以密切监督。无论如何，建立地区性设施对美国科学来说是一个重大的步骤。在美国科研工作传统上一向是由科学家个人在自己的实验室中各干各的。科学家们每每是在彼此之间进行激烈的竞争，强调独立性，肯定地说不是所有的美国科学家都会接受这种“合作的”研究环境。但是是否会有足够多的人愿意利用这种专管共同设施，使它们在经济上合算，获得知识上有效呢？现在作判断还为时太早，但是初步的迹象表明科学界接受这项计划，据说有些测试中心到1979年10月任务已达到饱和程度。
任务饱和将提出同“接受”一样有趣的问题。测试中心的管理人员将不得不开始说“无法安排”了，几个天文学观测中心的管理人员和管理委员会已经处于这种情况。这就要求在实施地区准则和研究价值准则时比较考究。此举究竟是否成功还取决于下列几项工作：就批准让哪些人使用问题作出最妥善的决定；进行本单位的创造性科研工作；不断改进仪器性能，使它们维持最先进水平。
（Mosaic，1980年3 ～ 4月号）