科技創新能夠催生新產業、新模式、新動能,是發展新質生產力的核心要素。自2005年成立以來,公共衛生學院環境與健康研究平臺(以下簡稱“平臺”)依托環境與健康教育部重點實驗室、國家環境保護環境污染健康效應重點實驗室和省部共建國家重點實驗室培育基地,整合大型科研儀器資源,構建了條件優良、功能配套、管理規范、先進高效的儀器資源共享系統,為高水平科學研究和拔尖創新人才培養提供了堅實支撐。
一、整合資源,打造“N+3”公共平臺
平臺秉持“追求卓越,促進健康”的學科定位,以“國內一流,世界知名”的發展目標,面向國家重大需求和人民生命健康,聚焦環境因素監測及其健康危害研究,創新性地采用“N+3”運行模式(“N”代表覆蓋分子毒理、流行病學、環境監測等多個領域的專業實驗室;“3”代表生物樣本中心、數據分析中心和實驗動物中心),整合學院生物樣本資源和相關儀器設備,形成了專業性強、功能齊全、統籌管理的科研平臺,實現了從大規模樣本存儲到高精尖分析測試再到多模態數據分析的全流程管理,打通了精準醫學研究的“最后一公里”。
專業實驗室占地面積2500平方米,重點建設了多組學質譜實驗室、毒理學實驗室、核酸測序實驗室和生化測定實驗室等,設備資產總額達7800萬元。生物樣本中心統一管理全院生物資源,配備416臺冰箱,保藏520萬份生物樣本,覆蓋從孕期到老年期的全生命周期人群樣本;數據分析中心配備6PB存儲容量和2000多個CPU的高性能計算機集群,支撐隊列人群相關大數據及以組學為代表的健康大數據儲存和分析;實驗動物中心由資深毒理學專家和經驗豐富的實驗人員組成,具備農藥登記毒理學試驗單位A級資質。
平臺所有儀器設備和測試服務均面向校內外開放共享,先后榮獲學校大型儀器管理(效益)年度“優秀單位”稱號5次、“優秀機組”稱號15次,每年接待參觀30余次,產出了一批具有國際影響力的研究成果,在全國公共衛生領域平臺建設中位居前列。此外,2024年公共衛生學院與生命科學院聯合申報獲批了 “華中科技大學生命健康拔尖創新人才培養設備更新項目”,項目總經費達7900余萬元,將進一步提升平臺的硬件實力。
二、開放創新,提升平臺綜合實力
平臺自2014年引入第一臺電感耦合等離子體質譜以來,聯合學院科研團隊不斷創新分析測試方法,最大限度地發揮儀器潛能。從2015年復雜人群樣本中28種金屬元素的同步分析,到2023年實現生物樣本中55種元素同步分析,平臺不斷提升方法靈敏度和穩定性,擴增分析元素范圍。據此,平臺實驗員張裕增同步制定了1項國家標準(GBZ/T 302-2018),廣泛應用于全國公共衛生學院、國家食品安全風險評估中心、北京等地食品安全監管部門以及蒙牛、大漢口等食品龍頭企業。每年儀器共享機時達3000小時以上,相關研究成果支撐了我國首部《典型地區居民金屬環境總暴露量及貢獻比手冊(汞、鎘、砷、鉛、鉻)》及其研究報告,為飲用水衛生標準增加釩限值提供了科學依據。生態環境部在政府公開信息中指出,這些工作填補了我國環境健康風險評價基礎數據的空白。此外,上述成果也被歐盟委員會聯合研究中心作為重要依據制定土壤中鉈污染風險篩選限值,為歐洲食品安全局修改鎳的食品和飲用水標準提供支撐,先后榮獲國家科技進步二等獎、湖北省科技進步一等獎、中華醫學會科技進步二等獎。
在此基礎上,平臺引入液相色譜三重四極桿質譜和氣相色譜三重四極桿質譜,不斷創新大規模微量人群樣本中痕量新污染物的分析方法,服務國家新污染物治理重大戰略。目前,平臺已實現303種污染物同步分析,測試能力位列國際前沿。三年來,兩臺儀器有力支撐了國家自然科學基金委創新研究群體及其重大項目,測試樣本超6萬份,儀器年共享機時達3700小時,服務了東風人群隊列、出生人群隊列和武漢-珠海社區隊列,并同步拓展至醫學領域聞名的國之重器—CKB隊列(50萬人大型自然人群隊列),充分體現了平臺的分析實力。近三年,平臺技術支撐發表論文1000余篇,制定標準/規范/指南7個,獲批發明專利8項。
三、不忘初心,培養拔尖創新人才
平臺積極對接本科生教育和本碩博班培養,創新實驗教學內容,將高新尖端設備引入本科課堂,讓學生近距離學習和操作現代化設備,培養“上過戰場、能打硬仗”的領軍人才。平臺還將報廢的儀器設備分解制成“儀器標本”,鼓勵學生探索和認識儀器的基本原理。平臺支撐的“環境衛生學”入選國家一流本科課程,并參編人民教育出版社《公共衛生綜合技能》,定位為專門培養高水平公共衛生人才的重要教材。
平臺還開設“環境與健康新技術”“新污染物發現與暴露評估”等研究生課程,同步設立多種實驗場景,培養學生的現場操作技能,支撐高水平科研活動。平臺全面支持本科生和研究生參與各類賽事,同時通過舉辦平臺開放日、科普日等活動,有效提升學生的創新思維和實踐能力,助力新時代生命科學拔尖創新人才培養。在平臺技術支撐下,學生們獲得“創青春首屆全國衛生健康行業青年創新大賽”金獎1項、銅獎2項,以及“全國大學生基礎醫學創新研究暨實驗設計論壇總決賽”金獎和銅獎。
為精細化培育實驗人才,平臺一方面通過技術創新和以演促教,全面提升實驗人員和各類學生的現場分析能力;另一方面,每年從創收基金中設立5個開放課題,每個課題資助2萬元,吸納優秀人才到平臺開發新方法、建立新技術,通過傳幫帶不斷提升實驗人員的分析測試能力。此外,平臺正逐步打造儀器設備的人工智能知識圖譜,整合儀器基本理論、實操技能、維護保養和前沿科技,支持儀器設備知識推理和查詢,為學生提供精準化、個性化服務,擺脫低效率的現場培訓模式。
四、 展望未來
院系科研平臺是科技力量發展的匯集地,也是學科發展的重要支撐和雙一流學科建設的基本單位。隨著新科技的不斷涌現,特別是AI智能的創新應用,平臺將繼續秉持初心,圍繞學科前沿領域不斷創新,強化硬件和軟件,深化開放共享,為建設高水平公共衛生學院和健康中國貢獻力量。
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