http://www.sciencehuman.com 科学人 网站 2015-02-25
上海光源：参透微观世界的希望之光
本报记者 王 春 实习生 高 晓
■科技资源开放共享
自2009年建成，这个位于上海张江的巨大“鹦鹉螺”，5年间稳定释放“创新之光”，为1590个研究组，9225位慕名而来的科技人员照亮未知的微观世界，将百余篇科研论文送上包括《科学》《自然》等在内的国际著名学术杂志。奇迹的创造者——上海光源，这个我国迄今建成的规模最大的大科学装置和大科学平台，“照亮”5000多个科研课题，攒足劲儿孕育着参透微观世界之光！
开启中国科研新生代
“它其实就是一台超级显微镜，或说高品质的巨型X光机，能观测到以前我们看不到的物质内部结构和变化过程。上海光源是目前世界上第三代同步辐射光源中性能最好的之一。”上海光源国家科学中心（筹）（以下简称“中心”）主任赵振堂对上海光源的介绍中，透出一股豪气。这是一个触探世界科技前沿的“俱乐部”，如果没有“会员资格”，就只能借助别国的设施，去参与最前沿的科技竞争，这令中国科学家难以大展身手。一大批以往无法在国内开展的实验，现在有了一个大有可为的研究平台。
清华大学的年轻结构生物学家颜宁体会颇深：解析蛋白质结构，离不开同步辐射光源。以前，她和学生要去日本光源收数据，样品运送就是大麻烦，而现在她们只需坐几个小时的高铁来上海就行了。最近，她的课题组解析了人体葡萄糖转运蛋白GLUT1的三维晶体结构，成果震动了世界结构生物界。“若没有上海光源，这个成果问世至少拖延几个月。”
中国科学技术大学研究员李良彬重点研究软物质的材料结构、性能，大部分实验需要用到同步辐射光设备。2005年李良彬从荷兰国家原子和分子物理研究所读完博士后打算回国之际，就四处打听中国是否建设类似的设备和平台。当听说上海光源在建时，他欣然归国成为上海光源的第一批也是忠实的用户。“经过五年多的发展，这里绝对可以和欧洲的同类平台相媲美！”李良彬赞不绝口地说道，“我回国的第一篇文章就借助于此，五年来我百分之八九十的文章都是依托于上海光源。”
生物大分子晶体学线站的工作人员汪启胜在一旁说：“通过我们的平台对一个蛋白质分子做360度解析需要16分钟。”怕记者不明白其中“厉害”，他又解释道：“可能16分钟你们没概念，要知道利用传统X线，这样做下来可要整整两天，而且清晰度和可信度都相差很远呢！”
清华施一公教授在《科学》杂志发表的转录激活样效应蛋白特异性识别DNA的结构机理研究，被选为2012年“中国科学十大进展”；哈尔滨工业大学黄志伟研究组对艾滋病病毒重要组成元件的解析；中科院物理所赵忠贤院士研究组发现了新型铁基硫族化合物超导体在高压下重新出现超导的新现象……这些世界重大科学研究成果的出现，离不开“上海光源”这个幕后英雄的协助。
每引出一束同步辐射光，就可照亮一个学科领域。5年多来，上海光源几乎每年都提供5000多小时的高质量同步辐射光，服务于生命、材料、环境、能源等众多学科。上海光源的实验用户，涵盖了国内结构生物学95%以上的相关研究组。目前，中国结构生物学已跨入世界一流水平，利用上海光源先后发表论文620多篇，包括《科学》《自然》《细胞》杂志论文33篇，《自然》和《细胞》子刊论文近60篇。
除了科学家在学科前沿取得重大突破，35家企业也在利用上海光源进行高技术研发。从美国回国创业的维亚生物科技有限公司总裁毛晨笑称，与包括诺华、罗氏、葛兰素史克在内的世界100多个制药公司开展外包合同服务，公司每年要做数百个药物靶标的研究，要解析1300个结构，一年产值达到两三亿元。维亚利用上海光源取得的癌症一期临床的大量结构技术数据，帮助了三家与其合作的新药研发企业在美国纳斯达克上市。上海美迪西生物医药有限公司利用上海光源每年不超过100个机时，却可以创造上千万人民币的经济效益，目前公司已有两种化合物进入新药临床试验阶段。
“好钢用在刀刃上”
“好钢用在刀刃上”，如何提高设备使用效率成为建设管理者们的难题。造价14亿元人民币的上海光源，目前共有7个线站8个实验站，首批线站已通过专家评审的课题申请5406个。“这8个实验站，每天的实验都安排得满满的，还有许多课题组在排队等候实验。今年下半年的机时安排表早在上半年就全部安排了。”中心副主任何建华说。
瞄准世界同类装置前列，建立整套严格而灵活的运行机制和规章制度，让大型仪器设备使用公平、公正、高效。在每年的三月和九月有两次申请时间，使用者可以集中统一网上申请，上海光源为此成立了由约七十位一线专家组成的各线站用户专家工作组、三十位科学家组成的用户专家委员会，负责对申请者课题的评审和运行状态监督，进行课题分级，实现了“课题申请—专家评审—机时分配—成果反馈”的良性循环，保证重点课题有保障；普通课题不落下；管理有序可循，有章可依。
上海光源的机时管理在注重程序和秩序的同时，也有一定的灵活性，对于紧急突发事件，设有“紧急课题机时”，保证实验正常开展。中科院高福院士就是利用了“紧急课题机时”，对去年春天突发于江浙沪的禽流感毒株进行了结构分析，确立了这一鸟类流感其感染人的机制，为防控禽流感提供了理论基础。对于获得重大科技成果的研究人员，奖励约40个小时机时。这可是一件人人垂涎的“奖励”。何建华举例说，“专注于蛋白质结构与功能研究的施一公教授，课题组曾经一年要去日本24次，现在一年只去3、4次，比以前方便太多了！”
最近，我国第三代同步辐射装置上海光源正在扩容：建成了专供蛋白质研究使用的5条光束线，并配套了6个实验站。与此同时，紧邻上海光源，又一个国家级科研中心——国家蛋白质科学中心·上海也即将竣工。国家光子科学中心也同时在筹建中。另一大科学装置“X射线自由电子激光”正在按计划实施推进，如果说上海光源能为人们拍摄分子照片，那么自由电子激光则能为人们拍摄分子电影——帮助科学家更原位、实时地看清微观世界的变化。
赵振堂说，上海光源一期建成时，仅有7条光束线站，到2020年，上海光源将有近40条光束线站向用户开放，届时每年可汇聚上万名科学家，基于光源开展科研工作，实验大厅、专业实验室、食堂、咖啡吧，随处都可能碰撞出学科交融的火花。“我们的总体目标是：瞄准能源、环境、材料、凝聚态物理、地球科学、化学和生命科学等领域，解决前瞻性、关键科学技术问题，建设一批高性能光束线站，争取每年接待用户超过5千人，用户实验超过1万人次。”相信，未来的上海光源会成为我国科技界热追的实验站。一个学科碰撞交融的科研新生态圈，将在“鹦鹉螺”的孕育下，逐步成形。
[中科网-科技日报]