雷鸣(中)正在指导学生做实验。睿宁摄
■本报记者 许琦敏
仅今年上半年,国家蛋白质科学研究(上海)设施(简称“上海设施”)用户、科研团队,就在国际顶级学术期刊上发表了8篇论文。才通过国家验收不到一年,上海设施的这份科研成绩单相当出色。不过,走进上海设施的实验室记者才发现,有许多比论文更有价值的“金蛋”,正在这里悄悄孕育———利用业余时间,技术研发人员正开发着一个个具有市场前景的高技术仪器。
中国科研投入的大头,被用来购买各种高级的进口实验设备,以及耗材。上海设施的技术研发人员正试图改变这一现状,如果可以发展起来,一方面可以降低我国的科研成本,更重要的是能够为中国生物技术产业输出高科技产品,让我国的科研更好地扎根本土,同时还能带动相关制造产业的提升。中心主任雷鸣希望,上海设施这个国家级大科学装置今后能顺产、多产这样的“金蛋”。
利用业余时间研发高端仪器
邓玮博士负责的是规模化蛋白质制备系统。这是一套由上海设施自主设计的自动化系统,运用这套设备,每天最多可以克隆1000个基因,而实验室人工克隆,一个学生1天最多克隆10个。“一般实验室用不了这么大的系统,但1天克隆100个基因的中型系统,会很受欢迎。”邓玮说,蛋白质领域的一项基础工作就是基因克隆的构建,如果有了这套系统,这项耗费10个研究生整天时间的工作,只需一个技术员就能完成。
邓玮平时的主要工作是做好规模化蛋白质制备系统设施的运行维护,为用户提供技术服务,所以她和同事就利用下班以后、周末等业余时间来做研发。利用手头现有的自动化零配件组装加工、编写软件、调试设备……他们陆续做了好几个月,目前样机已初具格局。接下来,他们会将样机送到中心的实验室里,请研究员们试用并提出改进意见。“改进后,再送到高校、研究所的实验室试用。”邓玮说,不少实验室已经等着成为他们的试验用户,如果可以实现产业化,将会很有市场。
对这套系统有兴趣的,不仅仅是实验室,国内的实验试剂供应商也跃跃欲试。这套系统尚在研发,就有企业表示愿意与上海设施合作,共同研发仪器配套的试剂。这家企业一直为进口仪器配套试剂耗材,非常希望发展国产的高端实验仪器,无奈自主研发未能成功。所以一听说上海设施的项目,立刻就来寻求合作。
“高端实验仪器是一个相当巨大的市场,它的需求可能是全球性的。”雷鸣说,如果将一台实验设备做到全球顶级,那从事该领域研究的实验室都会前来购买,而配套耗材、更新维护等更可带动一个产业。“如果我国的高水平科研都建立在进口实验设备的基础上,这样的科研大厦牢靠吗?”他说,将科研根基逐步扎在国内,还能带动相关制造业水准的提升。
研发高手充分挖掘设施“潜力”
大科学装置建成后,仅仅维持其运行,显然还不能充分发挥其能量。从全球来看,围绕大科学装置,无一不在发展相关的高技术,并用来发展产业。让上海设施成为生物产业高技术的摇篮,一直是雷鸣的设想之一。令他欣喜的是,短短一年不到,在上海设施的实验室里,正在孕育中的“金蛋”已有不少。
微流控自动化点晶体机器人可以将蛋白样品消耗量降低10倍,如研制成功,将会达到全球一流水平,大大提高晶体筛选的效率并降低结晶实验成本。“要知道,这样一台机器人,进口仪器的售价高达百万元。”参与研发的研究员牟波说,更换一套针头就需要十几万,而这套针头的更换频率高达一年半一次,“就因为中国生产不出这样的机器,所以外国厂商无论机器还是耗材的定价都极其昂贵。”他和同事希望能够打破这种垄断。
单细胞质谱分析技术,可将实验所需细胞数量从100万降低几个数量级,使科学家可以在特定单克隆细胞中发现异于常态之处。负责该技术研发的彭超博士是上海设施质谱分析系统运维主任,他告诉记者,在他们碰到的技术问题中,约20%-30%是特殊需求,无法用常规技术手段解决,如果可以突破一个共性技术的瓶颈,将可帮助一大批科学家推进科研,而这些技术也很可能转化成颇有市场的高技术产品。
在雷鸣看来,如果要挖掘上海设施在这方面的潜能,还需更灵活的体制机制,让这些成果可以及时孵化、转化,同时也需要对科研人员进行分类,让他们根据自身的特长,无缝转移到更合适的岗位上。比如,目前整个设施的首要任务是做好运行维护,现在不少具有技术研发潜力的高端人才坚持在运维岗位上——如果可以让用人机制更灵活,或许他们可以投入更多精力来从事高技术产品的开发,让科研产业“金蛋”孕育得更快一些。