而立浦東再出發|從分子照片分子電影,科學家在這裡看清微觀世界

2020-11-23 騰訊網

在上海浦東張江的一方沃土上，有一座好似「鸚鵡螺」的建築，它叫上海光源。從最初立項到開工建設，花了十年時間，一次次探索、一項項自主攻關，只是為了讓那束「光」更強些、更亮些，因為它要「照亮」的是不足「1微米」的世界。

作為中國大陸第一臺中能第三代同步輻射光源，上海光源由國家、中國科學院和上海市人民政府共同投資建設，於2004年12月25日開工建設，2009年4月29日竣工，5月6日正式對用戶開放，總體性能位居國際先進水平。

目前，共有15條光束線、19個實驗站在浦東開放運行。上海光源正在進行後續工程建設，預計到2022年，上海光源將有約35條束線和60個實驗站投入運行，屆時，上海光源年接待用戶能力將超過上萬人次。

「超級顯微鏡」

推動前沿學科跨越式發展

同步輻射光源被稱作「高品質的巨型X光機」或「超級顯微鏡」，是支撐眾多學科前沿基礎研究與高新技術研發不可或缺的實驗手段。

上海光源一經投入使用立即改變了我國結構生物學家以往主要依賴國外同步輻射裝置開展前沿領域研究的局面，支撐用戶在膜蛋白、蛋白質複合物以及與禽流感、伊波拉、寨卡等流行病毒相關的蛋白質結構與功能研究中取得了一批具有國際影響的重要成果，並顯著提升了我國結構生物學研究在國際上的地位，推動我國結構生物學研究快速邁向國際前沿。

其中，轉錄激活樣效應蛋白特異性識別DNA的結構機理研究，是《科學》雜誌評選出的2012年「十大科學突破」之一「基因組的精密改造工程」內容的一部分，也被選為2012年「中國科學十大進展」；禽流感病毒跨種轉播機制與H7N9感染人傳播機制的揭示、伊波拉病毒入侵人體新機理的研究結果，則為新型病毒病疫情的防控策略提供了重要的理論基礎。

上海光源線站工程總工程師黃宇瑩介紹說，11年來，上海光源圍繞科學前沿、國家重大需求與產業核心問題支撐用戶開展創新研究，為廣大用戶提供了一個跨學科、綜合性、多功能的大科學研究平臺，成為我國科學家參與國際競爭的強大助力。同時，也進一步推動了我國包括同步輻射在內的大科學裝置的發展。

每年開機約7000小時

助力多個新藥進入臨床試驗階段

「利劍」出鞘，迎來無數頂尖科學家。上海光源不僅支撐產出了大批學科前沿研究成果，在國家戰略需求與重大應用方面也發揮了越來越顯著的作用。

目前，上海光源每年開機約7000小時，其中實驗供光約5500小時，已有60家企業利用上海光源進行技術開發，涉及行業包括製藥、能源、日化、技術鑑定等，取得了良好的效果和效益。多家公司把利用上海光源平臺開展研發作為公司發展戰略的一部分。

落地浦東的世界十大製藥公司中，諾華、羅氏、葛蘭素史克、輝瑞等均利用上海光源獲得的大量結構數據進行了新藥研發，聚集在上海張江地區的生物醫藥公司大多已成為上海光源的用戶，藉助上海光源開展新藥研究，已有多個新藥進入了臨床試驗階段，初步形成了製藥企業科技服務產業集群。

在化工、冶金、汽車等產業領域，多家國內龍頭企業藉助上海光源平臺開發新技術與新產品，如中國石化公司、上海寶鋼集團、上汽集團等國內骨幹企業。突出的應用成果包括：高性能銅合金連鑄凝固過程電磁調控技術已應用於京滬高鐵接觸線製造、助力中國石化成為我國首個獲得分子篩結構代碼的企業。

形成先進光子科學研究中心

從「分子照片」進入「分子電影」時代

在過去的11年中，上海光源團隊不僅承擔了多項國家重大科技基礎設施的建設任務，而且承接了多項國際同類裝置的研製任務，如巴西光源150MeV直線加速器整機設計、建造及調試，韓國光源和日本超級B工廠對撞機的定時控制，韓國光源和加拿大光源的波蕩器等。

據介紹，上海光源正在浦東進行後續工程建設，上海光源線站工程(上海光源二期工程)於2016年11月正式開工建設，其中X射線通用譜學線站已完成安裝和通光，將於今年投入運行；另有多條用戶投資線站在啟動中。預計到2022年，上海光源將有約35條束線和60個實驗站投入運行，屆時，上海光源年接待用戶能力將超過上萬人次。上海光源將與正在建設中的軟X射線自由電子雷射裝置、硬X射線自由電子雷射裝置及超強超短雷射裝置一起形成先進的光子科學研究中心，不斷產出重大成果，支撐我國科技創新突破和跨越發展，為提高我國科技核心競爭力做出新的更大的貢獻。

「如果說，同步輻射光源能為分子『拍照片』，而自由電子雷射藉助其極短的光脈衝則可以給分子『拍電影』，極大提高了科學家洞悉物質內部結構的能力，」 黃宇瑩說，「這也將成為浦東、張江最大的優勢特色，不是一個點、一個面，而是可以全方位地解決前沿領域研究探索。」

(來源：浦東發布)

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