活力中國調研行 | 大科學裝置越來越忙,科創活力越來越足
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上海光源,能看到肉眼無法觸及的微觀世界奧秘,被稱為“超級顯微鏡”。
藍天白雲下,俯瞰這個外觀酷似“鸚鵡螺”的銀白色建筑,仿佛一座科學的城堡。其實,定睛細看,它更像清澈的眼眸。碧池清水環繞,“鸚鵡螺”呼之欲出,是一池清水掬出的科研慧眼。
“鸚鵡螺”內,常年運行不息。在一個周長432米的環形加速器中,電子束以接近光速飛行,在磁場作用下拐彎時,釋放出高亮度的電磁輻射。中國科學院上海高等研究院副院長邰仁忠介紹:“大家熟知X光能透視人體,而電子束釋放的同步輻射光,經過精密的分束和處理,形成了從遠紅外到硬X射線的高品質光束,被輸送到各個實驗站。”
在國家蛋白質科學研究(上海)設施主任吳家睿眼中,“鸚鵡螺”送來的同步輻射光束,是“照亮生命微觀世界的關鍵光源”。科學家將蛋白質晶體置於光束之下,精確測得X射線衍射數據,從而解析出蛋白質復雜的三維空間構象。
蛋白質功能由其三維結構決定,不看見結構,就談不上理解生命,更設計不出新藥。吳家睿介紹,蛋白質設施就是生命科學裡的“綜合醫院”,同步輻射則是其中最銳利的“影像科”——與冷凍電鏡、核磁共振一道,助力中國科學家高精度解析出乙肝病毒表面抗原等困擾學界多年的靶標結構。
但看見結構只是起點。AlphaFold等AI模型的出現,讓科學家能在計算機中預測甚至設計自然界不存在的蛋白質。吳家睿說:“設計出來的蛋白,必須經實驗合成與驗証。”為此,蛋白質設施聯合康碼生物研制出全球首台基於D2P無細胞蛋白合成技術的高通量裝置D2Pi-2.0,擺脫活細胞“代工廠”的限制,單日可完成上萬種蛋白質全自動合成,平台日通量達萬級。
科學探索從來不是孤軍奮戰。那束從上海光源出發的光,承載著對生命本質的深切追問,驅動著科研人員不斷前行。數據顯示,今年1—6月,上海光源開放運行機時同比增長16%,其中企業用戶機時增長44.2%,面向長三角區域的開放機時增長22.3%。大科學裝置越來越忙,成了“大忙人”,說明科創活力越來越足。如今,上海已形成以上海光源為核心的世界級光子科學大裝置集群,對我國的基礎科研原始創新與關鍵核心技術攻關起到重要支撐作用。(人民日報客戶端上海頻道 徐雷鵬 黃曉慧)
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