今年上半年,浙江大學研發的一條“魚”潛入了地球最深處,也游上了國際頂級期刊《自然》的封面,泛起陣陣漣漪,國內外眾多媒體爭相報道。
這條魚就是浙江大學航空航天學院交叉力學中心李鐵風教授團隊聯合之江實驗室研制的仿生軟體智能機器魚,首次實現了在萬米深海自帶能源軟體人工肌肉驅控和軟體機器人深海自主游動。
為了魚兒能成功“打卡”馬里亞納海溝,團隊聯合機械學院、化工學院、海洋學院實驗平臺,利用高壓模擬艙等設備開展了大量實驗,為驗證材料和結構的可行性提供依據。
一家有了“寶貝”,大家都能用得上,開放共享,正在逐漸成為學??蒲袃x器的顯著標志。浙江大學近年來一直致力于構建開放共享的實驗儀器公共服務平臺,建立實驗設備使用的“集約、共享、開放”機制,讓“國家投入”不再“鎖”在教授的實驗室,讓“物”的投入最終在“人”上顯出更廣更大的效應與價值。
就在最近,科技部、財政部聯合發布了2021年中央級高校和科研院所等單位重大科研基礎設施和大型科研儀器開放共享評價考核結果,浙江大學在全國346家單位中脫穎而出,考核結果優秀,總排名第9位,居全國高校第一名。
探索管理新機制
截至2021年12月22日,浙江大學共擁有儀器設備資產總臺件數超30萬臺套。
“我們不能光比誰的儀器高級,更要比誰的儀器用得好,”實驗室與設備管理處處長唐??嫡f,如何讓學?,F有的設備資源更好地發揮作用,始終是一個重要的課題,“有了設備不會用,就好像一個不會拍照的人,即使拿著最先進的相機,仍然拍不出好照片。”
為了充分提高科研儀器的使用效率、提升服務潛能,近年來浙江大學逐步建立了以“集中與分散”“實體與虛體”相結合的大型儀器共享管理模式,構建了校、院、學科三級儀器共享平臺管理體系,不斷健全大型儀器設備開放共享管理制度,完善大型儀器開放共享服務網絡系統建設,讓各自的當家“寶貝”成為大家的寶貝,讓這些“寶貝”為科學研究插上創新的翅膀。
其中的一大創新舉措就是設備處與相關部門協同組織開展院級單位大型儀器開放共享與使用績效評價考核工作,并推動考核評價結果納入院系考核評價內容和“雙一流”建設成效評價體系,“我們希望能進一步壓實責任,把儀器的開放共享變成‘必選動作’,而不是‘附加題’。”
與此同時,學校逐步完善儀器共享服務在線平臺建設,積極推動大型儀器入網開放,制定相關規章和標準,讓師生們知道怎么用,并且能盡量用得方便。
比如,醫學院公共平臺歷經11年發展,陸續成立了成像、生化、組織形態、神經科學、轉化醫學、斑馬魚和蛋白質7個分平臺,并建立了統分相結合的組織管理構架、多模式研究生綜合培養體系以及先進的網絡預約系統,實現大型儀器的全天候開放服務。
在公共平臺網絡預約系統界面上,所有大小儀器清楚排列。點擊單臺儀器,從周一到周日,每天的預約情況以半小時為單位直觀地呈現出來,類似課程表的預約信息密密麻麻。據統計,公共平臺服務范圍涵蓋校內30余個院系和75家校外單位,支撐發表論文600余篇,包括CNS等頂尖期刊論文15篇。
在資金方面,學校2021年已投入大型儀器維保專項資金280余萬元、大型儀器維修基金近180萬元來保障公共技術服務平臺及大型儀器開放運行。
此外,一支專業的實驗技術隊伍也正逐步成型。從設立具有標桿引領作用的“求是特聘實驗崗”到積極開展儀器技術培訓再到提升技術人員自主研發水平和科技創新能力,實驗技術隊伍向著“走在前列”的戰略目標昂首前進。
唐??嫡f,學校將按照“完善機制、強化數智、多元共治”的思路,進一步探索建立長效的大型儀器開放共享機制,“我們希望大型儀器的開放共享能夠符合學校的發展定位,滿足未來較長時間內的科研需求,切切實實成為推動科技發展的抓手。”
助力科研加速度
2021年12月24日,浙江大學醫學院附屬第二醫院沈華浩教授、應頌敏教授課題組聯合浙江大學醫學院生物物理學系張巖教授課題組在《自然》子刊Nature Chemical Biology上發表了一項最新研究成果,兩個課題組強強聯合,利用冷凍電鏡技術首次成功解析了CCR1 在不同CCL15 配體作用下的G 蛋白復合物高分辨率結構。
浙江大學冷凍電鏡中心是學??蒲袃x器的一張王牌,作為其中當之無愧的“勞模”——300kV冷凍電鏡,每個月除了固定的96小時停機維護外,無時不刻都在進行各種各樣的生物樣本結構數據采集。
冷凍電鏡中心
“電鏡的調試和樣品的更換都需要專業人員來操作。”同樣和冷凍電鏡綁在一起的還有冷凍電鏡中心常圣海博士,他說:“機器的每一分鐘都被安排得妥妥當當,我也會隨時協助各個課題組做好相關實驗。”
冷凍電鏡技術的“火眼金睛”為科學研究提供了便捷的途徑,已產出多篇高質量論文成果。截至目前,中心共支持12篇CNS文章的發表。
“我們這項工作首先得益于近年來冷凍電鏡技術的發展。”醫學院研究員郭江濤這樣評價道。2019年,郭江濤課題組在冷凍電鏡的幫助下解析了人源鉀-氯共轉運蛋白KCC1的2.9埃的高分辨率冷凍電鏡結構,揭示了鉀離子和氯離子的結合位點,提出一個鉀-氯共轉運機理的模型,為相關的疾病治療和藥物設計提供了新視角,成果發表在國際頂級期刊《科學》上。研究中,300kV高性能冷凍電鏡Titan Krios就派上了大用場,讓研究人員能看得更清楚。
目前,冷凍電鏡中心等部分平臺在儀器設備的配備水平和科研支撐能力等方面都達到了國內領先水平。同時,這些公共平臺也成為高水平人才會聚的引進支點,有力促進了各學科間的廣泛交叉合作,涌現出了眾多標志性成果。
農學院張傳溪教授是研究水稻害蟲褐飛虱的專家,有一項研究迫切需要知道褐飛虱形態結構與其取食、運動、交配等生理活動的關系,即生理構造與功能的關系。
冷凍電鏡中心工程師郭建勝得知這個需求后,就與張傳溪教授課題組密切合作,提供了有力的技術服務,克服了常規樣品制備方法與三維數據收集方案不兼容的困難,不斷摸索嘗試全新的樣品制備方法、調整三維數據收集參數和選取最優計算機數據處理方案,最終成功重構出褐飛虱完整蟲體的納米分辨率的超高清晰三維結構,這也是國際上第一個納米分辨率的昆蟲三維結構,該成果發表在國際著名期刊elife上,并被領域內同行引用參考。
再比如,理化測試中心在多年發展中,為化學、材料、化工、藥學等相關學科的發展提供了重要保證,即使在2020和2021年的疫情期間,也努力為學校的教學科研提供技術保障。近兩年平臺支撐服務發表Nature、Science國際頂尖論文3篇、高水平國際領先論文100余篇,國際核心論文600余篇。
服務社會多需求
開放共享不僅僅是針對校內。正如校歌所言,“形上謂道,形下謂器”,浙大人在大型儀器的使用上也聚焦地方發展需求,以立足社會、服務社會、奉獻社會的姿態,努力推動大型儀器向社會用戶開放共享,充分釋放服務潛能,為實施創新驅動發展戰略和創新創業提供有效支撐,連續多年被評為浙江省大型科學儀器設備開放共享優秀單位。
近幾年來,長三角地區正經歷一場由技術推動的醫藥產業變革。浙江大學藥物安全評價研究中心作為學校公共技術服務平臺,也是國家藥品監督管理局GLP認證和國際AAALAC認證的非臨床安全性評價研究機構,先后和50余家長三角地區企業、單位進行了深度合作。平臺近五年已完成各類新藥的臨床前研究500多項,包括150余個新化合物的成藥性研究,以及30余個1.1類新藥、110余個3類新藥的臨床前研究,獲得1.1類臨床批件15個,3類新藥批件30個,生產批件8個。4個新藥為國內同類品種中的首家,包括肌松藥的逆轉劑AOM-0498、第三代的EGFR抑制劑馬來酸艾維替尼、“全球新”的VEGFR2/c-Kit等多靶點抑制劑AL8326、治療肺動脈高壓的TPN-171H。平臺專業的新藥研發實力和服務為企業創新藥物的研發和轉化提供了強大的支撐,推動了長三角醫藥產業的發展。
再比如,理化測試中心X衍射機組和熱分析機組人員在藥物晶型的制備、分析表征、新晶型的開發方面具有獨特優勢,與浙江多家企業建立了良好的合作關系,為新產品開發、生產過程的質量控制提供了保證,目前所建立的檢測方法已經被企業采用,為我省制藥大省建設及經濟增長作出了重要貢獻。
不僅僅是浙江和長三角地區,浙江大學的大型儀器還“走向”了全國。
依托于浙江大學熱能工程研究所和能源清潔利用國家重點實驗建設的浙江大學二噁英實驗室就曾連續4年為天津市環保部門提供二噁英排放污染源及環境介質二噁英采樣和分析檢測服務。“每年我們的采樣人員會去天津各污染源排放現場工作。與一般的分析檢測單位不同,我們除了提供檢測報告之外,還對現有的未達標排放數據進行分析并給企業提供減排技術措施的意見建議,得到了對方單位的好評。”能源學院熱能所教授陳彤說。
“浙江大學大型儀器設備在保障本校教學科研需求的前提下積極向校外企事業單位、高校、科研院所等社會用戶開放共享,為其科學研究和產品提供高質量的檢測方法和檢測數據,發揮了‘科技眼睛’的作用。”唐??嫡f。
心懷“國之大者”,奮力“走在前列”,浙大的“寶貝”正在成為越來越多人的“寶貝”!