“超級(jí)顯微鏡”推動(dòng)前沿學(xué)科跨越式發(fā)展

在上海浦東張江的一方沃土上，有一座好似“鸚鵡螺”的建筑，它叫上海光源。從最初立項(xiàng)到開工建設(shè)，花了十年時(shí)間，一次次探索、一項(xiàng)項(xiàng)自主攻關(guān)，只是為了讓那束“光”更強(qiáng)些、更亮些，因?yàn)樗罢樟痢钡氖遣蛔恪?微米”的世界。

作為中國(guó)大陸第一臺(tái)中能第三代同步輻射光源，上海光源由國(guó)家、中國(guó)科學(xué)院和上海市人民政府共同投資建設(shè)，于2004年12月25日開工建設(shè)，2009年4月29日竣工，5月6日正式對(duì)用戶開放，總體性能位居國(guó)際先進(jìn)水平。

目前，共有15條光束線、19個(gè)實(shí)驗(yàn)站在浦東開放運(yùn)行。上海光源正在進(jìn)行后續(xù)工程建設(shè)，預(yù)計(jì)到2022年，上海光源將有約35條束線和60個(gè)實(shí)驗(yàn)站投入運(yùn)行，屆時(shí)，上海光源年接待用戶能力將超過上萬人次。

“超級(jí)顯微鏡”推動(dòng)前沿學(xué)科跨越式發(fā)展

同步輻射光源被稱作“高品質(zhì)的巨型X光機(jī)”或“超級(jí)顯微鏡”，是支撐眾多學(xué)科前沿基礎(chǔ)研究與高新技術(shù)研發(fā)不可或缺的實(shí)驗(yàn)手段。

上海光源一經(jīng)投入使用立即改變了我國(guó)結(jié)構(gòu)生物學(xué)家以往主要依賴國(guó)外同步輻射裝置開展前沿領(lǐng)域研究的局面，支撐用戶在膜蛋白、蛋白質(zhì)復(fù)合物以及與禽流感、埃博拉、寨卡等流行病毒相關(guān)的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能研究中取得了一批具有國(guó)際影響的重要成果，并顯著提升了我國(guó)結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究在國(guó)際上的地位，推動(dòng)我國(guó)結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究快速邁向國(guó)際前沿。

其中，轉(zhuǎn)錄激活樣效應(yīng)蛋白特異性識(shí)別DNA的結(jié)構(gòu)機(jī)理研究，是《科學(xué)》雜志評(píng)選出的2012年“十大科學(xué)突破”之一“基因組的精密改造工程”內(nèi)容的一部分，也被選為2012年“中國(guó)科學(xué)十大進(jìn)展”；禽流感病毒跨種轉(zhuǎn)播機(jī)制與H7N9感染人傳播機(jī)制的揭示、埃博拉病毒入侵人體新機(jī)理的研究結(jié)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(chǔ)。

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(xué)前沿、國(guó)家重大需求與產(chǎn)業(yè)核心問題支撐用戶開展創(chuàng)新研究，為廣大用戶提供了一個(gè)跨學(xué)科、綜合性、多功能的大科學(xué)研究平臺(tái)，成為我國(guó)科學(xué)家參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的強(qiáng)大助力。同時(shí)，也進(jìn)一步推動(dòng)了我國(guó)包括同步輻射在內(nèi)的大科學(xué)裝置的發(fā)展。

每年開機(jī)約7000小時(shí)助力多個(gè)新藥進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段

“利劍”出鞘，迎來無數(shù)頂尖科學(xué)家。上海光源不僅支撐產(chǎn)出了大批學(xué)科前沿研究成果，在國(guó)家戰(zhàn)略需求與重大應(yīng)用方面也發(fā)揮了越來越顯著的作用。

目前，上海光源每年開機(jī)約7000小時(shí)，其中實(shí)驗(yàn)供光約5500小時(shí)，已有60家企業(yè)利用上海光源進(jìn)行技術(shù)開發(fā)，涉及行業(yè)包括制藥、能源、日化、技術(shù)鑒定等，取得了良好的效果和效益。多家公司把利用上海光源平臺(tái)開展研發(fā)作為公司發(fā)展戰(zhàn)略的一部分。

落地浦東的世界十大制藥公司中，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(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行了新藥研發(fā)，聚集在上海張江地區(qū)的生物醫(yī)藥公司大多已成為上海光源的用戶，借助上海光源開展新藥研究，已有多個(gè)新藥進(jìn)入了臨床試驗(yàn)階段，初步形成了制藥企業(yè)科技服務(wù)產(chǎn)業(yè)集群。

在化工、冶金、汽車等產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，多家國(guó)內(nèi)龍頭企業(yè)借助上海光源平臺(tái)開發(fā)新技術(shù)與新產(chǎn)品，如中國(guó)石化公司、上海寶鋼集團(tuán)、上汽集團(tuán)等國(guó)內(nèi)骨干企業(yè)。突出的應(yīng)用成果包括：高性能銅合金連鑄凝固過程電磁調(diào)控技術(shù)已應(yīng)用于京滬高鐵接觸線制造、助力中國(guó)石化成為我國(guó)首個(gè)獲得分子篩結(jié)構(gòu)代碼的企業(yè)。

形成先進(jìn)光子科學(xué)研究中心從“分子照片”進(jìn)入“分子電影”時(shí)代

在過去的11年中，上海光源團(tuán)隊(duì)不僅承擔(dān)了多項(xiàng)國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)任務(wù)，而且承接了多項(xiàng)國(guó)際同類裝置的研制任務(wù)，如巴西光源150MeV直線加速器整機(jī)設(shè)計(jì)、建造及調(diào)試，韓國(guó)光源和日本超級(jí)B工廠對(duì)撞機(jī)的定時(shí)控制，韓國(guó)光源和加拿大光源的波蕩器等。

據(jù)介紹，上海光源正在浦東進(jìn)行后續(xù)工程建設(shè)，上海光源線站工程（上海光源二期工程）于2016年11月正式開工建設(shè)，其中X射線通用譜學(xué)線站已完成安裝和通光，將于今年投入運(yùn)行；另有多條用戶投資線站在啟動(dòng)中。預(yù)計(jì)到2022年，上海光源將有約35條束線和60個(gè)實(shí)驗(yàn)站投入運(yùn)行，屆時(shí)，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(shè)中的軟X射線自由電子激光裝置、硬X射線自由電子激光裝置及超強(qiáng)超短激光裝置一起形成先進(jìn)的光子科學(xué)研究中心，不斷產(chǎn)出重大成果，支撐我國(guó)科技創(chuàng)新突破和跨越發(fā)展，為提高我國(guó)科技核心競(jìng)爭(zhēng)力做出新的更大的貢獻(xiàn)。

“如果說，同步輻射光源能為分子‘拍照片’，而自由電子激光借助其極短的光脈沖則可以給分子‘拍電影’，極大提高了科學(xué)家洞悉物質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的能力，” 黃宇瑩說，“這也將成為浦東、張江最大的優(yōu)勢(shì)特色，不是一個(gè)點(diǎn)、一個(gè)面，而是可以全方位地解決前沿領(lǐng)域研究探索。”

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