我國迄今為止建造的最大科學(xué)工程——上海光源作為多學(xué)科開放共享的實(shí)驗(yàn)平臺,向用戶運(yùn)行開放兩年以來,已經(jīng)取得了一批重要科研成果,加速了我國科技創(chuàng)新?!巴ㄟ^二期線站的建設(shè),上海光源將基本實(shí)現(xiàn)波段覆蓋、研究方法覆蓋和應(yīng)用領(lǐng)域覆蓋,從而極大地提升上海光源的綜合研究能力,成為真正意義上的世界級大科學(xué)平臺?!庇嘘P(guān)專家相當(dāng)興奮。
上海光源國家科學(xué)中心(籌)副主任何建華介紹,截至今年5月底,上海光源首批7條光束線站累計提供用戶機(jī)時52720小時,吸引了全國186家產(chǎn)學(xué)研各類用戶,進(jìn)站實(shí)驗(yàn)人員達(dá)6095人次,已執(zhí)行通過專家評審的課題申請1474個,涵蓋生命科學(xué)、材料科學(xué)、凝聚態(tài)物理、化學(xué)、環(huán)境和地球科學(xué)、高分子科學(xué)、醫(yī)藥學(xué)、地質(zhì)考古學(xué)、信息科學(xué)等學(xué)科。上海光源用戶科研成果豐碩,已發(fā)表研究論文172篇,包括《自然》、《科學(xué)》、《細(xì)胞》等國際頂級刊物7篇,產(chǎn)生了重要的國際影響。
上海光源是一臺中能第三代同步輻射裝置,它應(yīng)用廣泛,裝置開放運(yùn)行以來,已初步顯示出在提升我國諸多科技領(lǐng)域創(chuàng)新能力上的重要作用,成為我國提升原始創(chuàng)新能力和培養(yǎng)凝聚優(yōu)秀人才的重要多學(xué)科實(shí)驗(yàn)研究平臺。
與目前世界上投資最多、綜合性能指標(biāo)一流的英國“鉆石光源”相比,在投入運(yùn)行的前兩年內(nèi),上海光源無論在用戶數(shù)量還是用戶成果方面都毫不遜色。“裝置設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)非常好,機(jī)器開機(jī)率、故障率等各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到了世界一流水平。”中科院上海應(yīng)用物理研究所所長趙振堂表示,“作為建設(shè)和運(yùn)行單位,用好光源是我們義不容辭的責(zé)任?!?/P>
“上海光源對我國科技發(fā)展的支撐作用,無論是在廣度上還是在深度上,都是前所未有的。”依托上海光源,將形成我國重要的科技創(chuàng)新基地。
以結(jié)構(gòu)生物學(xué)領(lǐng)域?yàn)槔虾9庠匆唤?jīng)投入使用,立即改變了我國結(jié)構(gòu)生物學(xué)以往主要依賴國外同步輻射裝置開展前沿領(lǐng)域研究的局面,支撐用戶在很短時間內(nèi)取得了一批具有國際影響力的重要成果,顯著提升了我國結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究在國際上的地位,推動我國結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究快速邁向國際前沿。目前利用上海光源開展蛋白質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)研究的研究組已達(dá)105個,占國內(nèi)從事這方面工作研究組的絕大多數(shù),涉及“973”課題45個、“863”課題26個。而且,上海光源本身也已成為吸引我國結(jié)構(gòu)生物學(xué)人才快速集聚的一個重要因素。
利用上海光源生物大分子晶體學(xué)線站的實(shí)驗(yàn)平臺,香港科技大學(xué)生命科學(xué)部講座教授張明杰及其團(tuán)隊今年2月11日在美國《科學(xué)》雜志上發(fā)表了有關(guān)肌動蛋白7a的突變?nèi)绾螌?dǎo)致先天性失聰失明的研究論文。
根據(jù)醫(yī)學(xué)統(tǒng)計數(shù)字,聽力障礙在新生嬰兒中相當(dāng)普遍──每1000個新生嬰兒中就有幾個病例。在失聰或弱聽的兒童中,有3%至6%是Usher綜合征患者。Usher綜合征是一種基因失調(diào)的病癥,它會導(dǎo)致病人在生命不同階段蒙受不同程度的聽力或視力喪失。
張明杰團(tuán)隊利用在上海光源生物大分子晶體學(xué)線站BL17U采集的晶體X光衍射數(shù)據(jù),成功解析了肌動蛋白7a與Sans(另外一種可導(dǎo)致Usher綜合征的蛋白質(zhì),其功能主要是充當(dāng)橋連蛋白,將肌動蛋白7a的運(yùn)輸物體與其鏈接在一起)蛋白質(zhì)復(fù)合物2.8埃分辨晶體結(jié)構(gòu)。
“這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)可以用于解釋在肌動蛋白15a上發(fā)現(xiàn)的許多致病突變而造成非綜合征型耳聾性遺傳病?!庇嘘P(guān)專家評價說。
通過利用X射線吸收譜學(xué)線站,中科院大連化學(xué)物理所包信和研究組與上海光源BL14W線站科研人員密切合作,在納米催化劑研究方面也取得重要突破,其研究結(jié)果發(fā)表在《科學(xué)》上。
利用X射線成像光束線站,科研人員在國際上首次利用同步輻射成像技術(shù),直接動態(tài)觀察到直流電場對合金凝固過程中的枝晶生長的作用;在高血壓及卒中后腦血管形態(tài)變化的同步輻射影像學(xué)研究中,科研人員成功觀察到小鼠豆紋動脈靜態(tài)成像,該結(jié)果目前國際上未見報道;此外,科研人員還獲得了蝗蟲活體呼吸過程動態(tài)高分辨成像。
直接服務(wù)于產(chǎn)業(yè)的技術(shù)研發(fā),是上海光源開放運(yùn)行工作的另一亮點(diǎn)。兩年來,有多家企業(yè)利用上海光源進(jìn)行技術(shù)開發(fā),涉及的行業(yè)有制藥、化工、技術(shù)鑒定等,已取得了良好效果和顯著進(jìn)展,這方面需求呈上升趨勢。
作為一個多學(xué)科開放共享的實(shí)驗(yàn)平臺,用戶使用上海光源需提前申請,等候“機(jī)時”。隨著申請用戶越來越多,上海光源機(jī)時已供不應(yīng)求。目前除了我國科研人員申請使用上海光源外,新加坡、澳大利亞、韓國、日本的部分科研人員也通過合作渠道成為上海光源的用戶。
“當(dāng)初建設(shè)首批線站時,我們預(yù)計1年的申請用戶大概是300個。但實(shí)際上,我們接待的用戶數(shù)超過了預(yù)期的5倍。盡管我們已經(jīng)對用戶進(jìn)行了一定的篩選,但目前設(shè)備還只能滿足一半用戶的部分需求?!鄙虾9庠磭铱茖W(xué)中心(籌)首席科學(xué)家徐洪杰說。
中科院上海生科院生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)所研究員丁建平是上海光源的常客,已在此完成研究并發(fā)表了多篇結(jié)構(gòu)生物學(xué)領(lǐng)域的成果論文。“上海光源為我們科研提供了有力的支持。但目前最大的煩惱是機(jī)時不夠用,常常要排很長時間的隊。”丁建平說。
根據(jù)設(shè)計,上海光源具有建設(shè)60條以上光束線站的能力,一期工程建成了生物大分子晶體學(xué)線站、XAFS光束線站等7條光束線站。為更好地滿足我國科技創(chuàng)新需求,上海光源已緊鑼密鼓地啟動了后續(xù)建設(shè)。其中國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目“蛋白質(zhì)科學(xué)研究(上海)設(shè)施”將依托上海光源,建設(shè)用于蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)測定、蛋白質(zhì)動態(tài)過程研究和功能成像分析等5條光束線站,預(yù)計將于2013年12月建成。
據(jù)上海光源國家科學(xué)中心(籌)副主任介紹,上海光源后期建設(shè)將瞄準(zhǔn)國家戰(zhàn)略需求、重大科研需求和產(chǎn)業(yè)研發(fā)需求,在首批已建成的7條光束線站和6條在建光束線站的基礎(chǔ)上,新建若干條光束線站以及相關(guān)輔助設(shè)施,基本實(shí)現(xiàn)波段、研究方法和應(yīng)用領(lǐng)域的全覆蓋,極大提升上海光源作為國家大科學(xué)平臺的綜合研究能力。