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而立浦东再出发从分子照片→分子电影科学家在这里看清微观世界

阅读量: 217次 发布时间:2024-03-19 03:48:20

  在上海浦东张江的一方沃土上,有一座好似“鹦鹉螺”的建筑,它叫上海光源。从最初立项到开工建设,花了十年时间,一次次探索、一项项自主攻关,只是为了让那束“光”更强些、更亮些,因为它要“照亮”的是不足“1微米”的世界。

  作为中国大陆第一台中能第三代同步辐射光源,上海光源由国家、中国科学院和上海市人民政府共同投资建设,于2004年12月25日开工建设,2009年4月29日竣工,5月6日正式对用户开放,总体性能位居国际先进水平。

  目前,共有15条光束线个实验站在浦东开放运行。上海光源正在进行后续工程建设,预计到2022年,上海光源将有约35条束线个实验站投入运行,届时,上海光源年接待用户能力将超过上万人次。

  同步辐射光源被称作“高品质的巨型X光机”或“超级显微镜”,是支撑众多学科前沿基础研究与高新技术研发不可或缺的实验手段。

  上海光源一经投入到正常的使用中立即改变了我国结构生物学家以往主要依赖国外同步辐射装置开展前沿领域研究的局面,支撑用户在膜蛋白、蛋白质复合物以及与禽流感、埃博拉、寨卡等流行病毒相关的蛋白质结构与功能研究中取得了一批具有国际影响的重要成果,并明显提升了我国结构生物学研究在国际上的地位,推动我们国家结构生物学研究快速迈向国际前沿。

  其中,转录激活样效应蛋白特异性识别DNA的结构机理研究,是《科学》杂志评选出的2012年“十大科学突破”之一“基因组的精密改造工程”内容的一部分,也被选为2012年“中国科学十大进展”;禽流感病毒跨种转播机制与H7N9感染人传播机制的揭示、埃博拉病毒入侵人体新机理的研究结果,则为新型病毒病疫情的防控策略提供了重要的理论基础。

  上海光源线站工程总工程师黄宇莹介绍说,11年来,上海光源围绕科学前沿、国家重大需求与产业核心问题支撑用户开展创新研究,为广大新老用户提供了一个跨学科、综合性、多功能的大科学研究平台,成为中国科学家参与国际竞争的强大助力。同时,也逐步推动了我国包括同步辐射在内的大科学装置的发展。

  “利剑”出鞘,迎来无数顶级科学家。上海光源不仅支撑产出了大批学科前沿研究成果,在国家战略需求与重大应用方面也发挥了越来越显著的作用。

  目前,上海光源每年开机约7000小时,其中实验供光约5500小时,已有60家企业利用上海光源进行技术开发,涉及行业包括制药、能源、日化、技术鉴定等,取得了良好的效果和效益。多家公司把利用上海光源平台开展研发作为公司发展的策略的一部分。

  落地浦东的世界十大制药公司中,诺华、罗氏、葛兰素史克、辉瑞等均利用上海光源获得的大量结构数据来进行了新药研发,聚集在上海张江地区的生物医药公司大多已成为上海光源的用户,借助上海光源开展新药研究,已有多个新药进入了临床试验阶段,初步形成了制药企业科技服务产业集群。

  在化工、冶金、汽车等产业领域,多家国内有突出贡献的公司借助上海光源平台开发新技术与新产品,如中国石化公司、上海宝钢集团、上汽集团等国内骨干企业。突出的应用成果包括:高性能铜合金连铸凝固过程电磁调控技术已应用于京沪高铁接触线制造、助力中国石化成为中国首个获得分子筛结构代码的企业。

  在过去的11年中,上海光源团队不仅承担了多项国家重大科学技术基础设施的建设任务,而且承接了多项国际同类装置的研制任务,如巴西光源150MeV直线加速器整机设计、建造及调试,韩国光源和日本超级B工厂对撞机的定时控制,韩国光源和加拿大光源的波荡器等。

  据介绍,上海光源正在浦东进行后续工程建设,上海光源线站工程(上海光源二期工程)于2016年11月正式开工建设,其中X射线通用谱学线站已完成安装和通光,将于今年投入运行;另有多条用户投资线条束线个实验站投入运行,届时,上海光源年接待用户能力将超过上万人次。上海光源将与正在建设中的软X射线自由电子激光装置、硬X射线自由电子激光装置及超强超短激光装置一起形成先进的光子科学研究中心,不断产出重大成果,支撑我们国家科技创新突破和跨越发展,为提高我们国家科技核心竞争力做出新的更大的贡献。

  “如果说,同步辐射光源能为分子‘拍照片’,而自由电子激光借助其极短的光脉冲则可以给分子‘拍电影’,极大提高了科学家洞悉物质内部结构的能力,” 黄宇莹说,“这也将成为浦东、张江最大的优势特色,不是一个点、一个面,而可以全方位地解决前沿领域研究探索。”

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