上海光源：照亮科研課題參透微觀世界的希望之光

　　自2009年建成，這個位于上海張江的巨大“鸚鵡螺”，5年間穩定釋放“創新之光”，為1590個研究組，9225位慕名而來的科技人員照亮未知的微觀世界，將百余篇科研論文送上包括《科學》《自然》等在內的國際著名學術雜志。奇跡的創造者——上海光源，這個我國迄今建成的規模最大的大科學裝置和大科學平臺，“照亮”5000多個科研課題，攢足勁兒孕育著參透微觀世界之光！

　　開啟中國科研新生代

　　“它其實就是一臺超級顯微鏡，或說高品質的巨型X光機，能觀測到以前我們看不到的物質內部結構和變化過程。上海光源是目前世界上第三代同步輻射光源中性能最好的之一。”上海光源國家科學中心（籌）（以下簡稱“中心”）主任趙振堂對上海光源的介紹中，透出一股豪氣。這是一個觸探世界科技前沿的“俱樂部”，如果沒有“會員資格”，就只能借助別國的設施，去參與最前沿的科技競爭，這令中國科學家難以大展身手。一大批以往無法在國內開展的實驗，現在有了一個大有可為的研究平臺。

　　清華大學的年輕結構生物學家顏寧體會頗深：解析蛋白質結構，離不開同步輻射光源。以前，她和學生要去日本光源收數據，樣品運送就是大麻煩，而現在她們只需坐幾個小時的高鐵來上海就行了。最近，她的課題組解析了人體葡萄糖轉運蛋白GLUT1的三維晶體結構，成果震動了世界結構生物界。“若沒有上海光源，這個成果問世至少拖延幾個月。”

　　中國科學技術大學研究員李良彬重點研究軟物質的材料結構、性能，大部分實驗需要用到同步輻射光設備。2005年李良彬從荷蘭國家原子和分子物理研究所讀完博士后打算回國之際，就四處打聽中國是否建設類似的設備和平臺。當聽說上海光源在建時，他欣然歸國成為上海光源的第一批也是忠實的用戶。“經過五年多的發展，這里絕對可以和歐洲的同類平臺相媲美！”李良彬贊不絕口地說道，“我回國的第一篇文章就借助于此，五年來我百分之八九十的文章都是依托于上海光源。”

　　生物大分子晶體學線站的工作人員汪啟勝在一旁說：“通過我們的平臺對一個蛋白質分子做360度解析需要16分鐘。”怕記者不明白其中“厲害”，他又解釋道：“可能16分鐘你們沒概念，要知道利用傳統X線，這樣做下來可要整整兩天，而且清晰度和可信度都相差很遠呢！”

　　清華施一公教授在《科學》雜志發表的轉錄激活樣效應蛋白特異性識別DNA的結構機理研究，被選為2012年“中國科學十大進展”；哈爾濱工業大學黃志偉研究組對艾滋病病毒重要組成元件的解析；中科院物理所趙忠賢院士研究組發現了新型鐵基硫族化合物超導體在高壓下重新出現超導的新現象……這些世界重大科學研究成果的出現，離不開“上海光源”這個幕后英雄的協助。

　　每引出一束同步輻射光，就可照亮一個學科領域。5年多來，上海光源幾乎每年都提供5000多小時的高質量同步輻射光，服務于生命、材料、環境、能源等眾多學科。上海光源的實驗用戶，涵蓋了國內結構生物學95%以上的相關研究組。目前，中國結構生物學已跨入世界一流水平，利用上海光源先后發表論文620多篇，包括《科學》《自然》《細胞》雜志論文33篇，《自然》和《細胞》子刊論文近60篇。

　　除了科學家在學科前沿取得重大突破，35家企業也在利用上海光源進行高技術研發。從美國回國創業的維亞生物科技有限公司總裁毛晨笑稱，與包括諾華、羅氏、葛蘭素史克在內的世界100多個制藥公司開展外包合同服務，公司每年要做數百個藥物靶標的研究，要解析1300個結構，一年產值達到兩三億元。維亞利用上海光源取得的癌癥一期臨床的大量結構技術數據，幫助了三家與其合作的新藥研發企業在美國納斯達克上市。上海美迪西生物醫藥有限公司利用上海光源每年不超過100個機時，卻可以創造上千萬人民幣的經濟效益，目前公司已有兩種化合物進入新藥臨床試驗階段。

　　“好鋼用在刀刃上”

　　“好鋼用在刀刃上”，如何提高設備使用效率成為建設管理者們的難題。造價14億元人民幣的上海光源，目前共有7個線站8個實驗站，首批線站已通過專家評審的課題申請5406個。“這8個實驗站，每天的實驗都安排得滿滿的，還有許多課題組在排隊等候實驗。今年下半年的機時安排表早在上半年就全部安排了。”中心副主任何建華說。

　　瞄準世界同類裝置前列，建立整套嚴格而靈活的運行機制和規章制度，讓大型儀器設備使用公平、公正、高效。在每年的三月和九月有兩次申請時間，使用者可以集中統一網上申請，上海光源為此成立了由約七十位一線專家組成的各線站用戶專家工作組、三十位科學家組成的用戶專家委員會，負責對申請者課題的評審和運行狀態監督，進行課題分級，實現了“課題申請—專家評審—機時分配—成果反饋”的良性循環，保證重點課題有保障；普通課題不落下；管理有序可循，有章可依。

　　上海光源的機時管理在注重程序和秩序的同時，也有一定的靈活性，對于緊急突發事件，設有“緊急課題機時”，保證實驗正常開展。中科院高福院士就是利用了“緊急課題機時”，對去年春天突發于江浙滬的禽流感毒株進行了結構分析，確立了這一鳥類流感其感染人的機制，為防控禽流感提供了理論基礎。對于獲得重大科技成果的研究人員，獎勵約40個小時機時。這可是一件人人垂涎的“獎勵”。何建華舉例說，“專注于蛋白質結構與功能研究的施一公教授，課題組曾經一年要去日本24次，現在一年只去3、4次，比以前方便太多了！”

　　最近，我國第三代同步輻射裝置上海光源正在擴容：建成了專供蛋白質研究使用的5條光束線，并配套了6個實驗站。與此同時，緊鄰上海光源，又一個國家級科研中心——國家蛋白質科學中心·上海也即將竣工。國家光子科學中心也同時在籌建中。另一大科學裝置“X射線自由電子激光”正在按計劃實施推進，如果說上海光源能為人們拍攝分子照片，那么自由電子激光則能為人們拍攝分子電影——幫助科學家更原位、實時地看清微觀世界的變化。

　　趙振堂說，上海光源一期建成時，僅有7條光束線站，到2020年，上海光源將有近40條光束線站向用戶開放，屆時每年可匯聚上萬名科學家，基于光源開展科研工作，實驗大廳、專業實驗室、食堂、咖啡吧，隨處都可能碰撞出學科交融的火花。“我們的總體目標是：瞄準能源、環境、材料、凝聚態物理、地球科學、化學和生命科學等領域，解決前瞻性、關鍵科學技術問題，建設一批高性能光束線站，爭取每年接待用戶超過5千人，用戶實驗超過1萬人次。”相信，未來的上海光源會成為我國科技界熱追的實驗站。一個學科碰撞交融的科研新生態圈，將在“鸚鵡螺”的孕育下，逐步成形。