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中科院2019年第4季度兩類亮點工作篩選結果發布【中國科訊】

1月
14
2020

2020年1月14日18時 中國科訊

中國科訊

經中國科學院有關職能部門和專家推薦,同時參考廣大網民在相關亮點工作篩選活動中的網絡投票意見,中科院2019年第4季度科技成果轉移轉化亮點工作、科技創新亮點成果已最終確定,現予以正式發布。

中科院2019年第4季度科技創新亮點成果共5項,分別為:

1

實驗證實百年前經典相變成核理論

完成單位:中國科學院化學研究所、中國科學院大學

▲納米片表面成核自由能壘與臨界冰核形成

水結冰的相變現象普遍存在,不僅是一個重要的基礎科學問題,還具有重要應用價值。100多年前,吉布斯等人提出的「經典成核理論」認為,相變需要經過一個成核過程:只有當形成的冰核超過臨界尺寸時,相變才可能發生。由於隨機產生的臨界核是過渡態並且尺寸小(納秒、納米級),近百年來始終沒有在實驗上證實其存在,阻礙了人們對自然界中相變成核這一重要物理現象的理解,甚至導致了對經典成核理論的質疑。

中國科學院化學研究所王健君研究團隊與中國科學院大學教授周昕等合作,創造性地利用窄分布納米顆粒去探測臨界冰核,從而首次在實驗上證實了臨界冰核的存在,並給出了臨界冰核的尺寸和過冷溫度的關係,簡潔清晰並確定無疑地表明,基於宏觀物理原理導出的經典成核理論的核心概念在納米尺度有效。

這種探測臨界冰核的策略也可用於其他相變成核過程中臨界核的探測。此外,該研究結果表明,設計與臨界冰核尺寸相當的圖案化表面,可以達到高效調控冰晶形成的目的,為防覆冰塗層的設計提供了新思路。該研究成果於2019年12月發表在《自然》雜誌上。

2

我國原創治療阿爾茨海默病新藥有條件獲批上市

完成單位:中國科學院上海藥物研究所

▲ 九期一(甘露特鈉)藥盒外包裝

2019年11月2日,國家藥品監督管理局有條件批准了治療阿爾茨海默病新藥九期一(甘露特鈉,代號:GV-971)的上市申請,「用於輕度至中度阿爾茨海默病,改善患者認知功能」。國家藥監局要求申請人上市後繼續進行藥理機制方面的研究和長期安全性有效性研究,完善寡糖的分析方法,按時提交有關試驗數據。

該藥通過優先審評審批程序在中國大陸的上市,填補了這一領域17年無新藥上市的空白。該藥由中國科學院上海藥物研究所研究員耿美玉領導研究團隊,堅持22年,在中國海洋大學、上海藥物所與上海綠谷製藥有限公司接續努力下研發成功的原創新藥。GV-971具有起效快、持續穩健改善認知功能的特點,安全性好。臨床前作用機制表明,GV-971通過重塑腸道菌群平衡,減少外周及中樞炎症,降低β澱粉樣蛋白沉積和Tau蛋白過度磷酸化,從而改善認知功能障礙。這款中國原創的阿爾茨海默病治療新藥將為廣大阿爾茨海默病患者提供新的治療方案。

3

非洲豬瘟病毒顆粒「真面目」揭開

完成單位:中國科學院生物物理研究所

▲ 非洲豬瘟病毒整體結構(左:5層切面圖;右:衣殼層整體結構)

中國科學院生物物理研究所饒子和、王祥喜團隊和中國農業科學院哈爾濱獸醫研究所步志高團隊聯合多家單位,在世界上首次揭示了非洲豬瘟病毒顆粒獨有的5層精細三維結構,為開發效果佳、安全性高的新型非洲豬瘟疫苗奠定了基礎。

研究團隊從去年底開始,對該病毒顆粒和相關抗原分子開展了基礎科研、臨床檢測及高效疫苗等多方面的聯合攻關,最終通過冷凍電鏡等手段成功分離出非洲豬瘟病毒流行株,並採用單顆粒三維重構的方法首次解析了非洲豬瘟病毒全顆粒的三維結構。這是目前近原子解析度結構得到解析的最大病毒顆粒,為非洲豬瘟的研究打開了一扇門。

該研究成果於2019年10月發表在《科學》雜誌上。

4

天基主動對地測繪技術取得重要突破

完成單位:中國科學院上海技術物理研究所

2019年12月10日,高分七號衛星主載荷雷射測高儀數據產品發布,我國天基主動對地測繪技術取得重要突破,開啟了1:10000全球立體測繪新時代。由中國科學院上海技術物理研究所承擔研製的雷射測高儀是我國首個瞄準業務應用的全波形雷射測繪載荷,突破了雷射角秒級精確定位、亞米級絕對高程獲取和高光束質量大功率雷射發射等關鍵技術,核心組部件實現自主可控。同時,創造性地採用主被動光學複合測量技術體制,在國際上首次同時獲取了高精度高程數據和高質量地物影像,數字化波形解析度7.5厘米。該技術將為我國獲取境內無控區域高精度立體測繪數據發揮關鍵作用,在國土測繪、住建規劃、國家資源統計等領域具有重要應用前景。

5

發現精子發育過程中蛋白質翻譯激活重要機制

完成單位:中國科學院分子細胞科學卓越創新中心

▲ piRNA(指揮棒)指揮PIWI(琵琶)、eIF3f(二胡)和HuR(箜篌),激活了靶基因的翻譯(五線譜)。音樂家面前的樂譜是編碼「精子」的密碼子。隨著指揮棒的擺動,樂譜變成美妙的旋律,象徵著不斷產生精子。

▲ MIWI/piRNA 複合體激活小鼠精子細胞中mRNA翻譯的機製圖

據不完全統計,我國近20年不孕不育率從6.9% 升至17.1%,其中近50%是男性因素導致。環境污染、生活壓力、遺傳突變等因素是造成男性不育的重要原因,但目前有一半以上不育男性無法明確其病因。

2017年,中國科學院分子細胞科學卓越創新中心劉默芳研究組首次證明了Piwi基因突變與男性不育相關。2019年12月13日,劉默芳研究組與其合作者進一步報導了精子細胞內的MIWI(小鼠PIWI)/piRNA複合體可作為蛋白質生產的調控「機器」,激活小鼠精子細胞中蛋白質的翻譯,保障功能性精子的生成,揭示了PIWI/piRNA的一種全新功能。

該研究工作發現MIWI/piRNA介導精子細胞中翻譯激活,不僅為解析精子形成過程中「轉錄-翻譯解偶聯」謎團提供了新線索,還將有助於解析精子形成障礙的致病機理,有望為相關男性不育症的診斷治療提供理論依據。該研究成果發表在《細胞》雜誌上。

中科院2019年第4季度科技成果轉移轉化亮點工作共4項,分別為:

我國首台國產碳離子治療系統獲批註冊上市

完成單位:中國科學院近代物理研究所

武威碳離子治療系統同步加速器

10月10日,由中國科學院近代物理研究所研製的「碳離子治療系統」獲批第三類醫療器械產品註冊。該產品是國內首台自主智慧財產權碳離子治療系統,目前已安裝於甘肅省武威腫瘤醫院,將為癌症患者帶來新的「福音」。重離子治療興起於上世紀90年代,當前已成為全球放療領域的前沿和熱點。

自1993年以來,近代物理所通過先進加速器技術和核探測技術的研發、重離子治癌相關生物學基礎研究以及與相關醫療機構合作進行的臨床前期研究積累,培養了一支高水平的重離子治療技術人才隊伍,掌握了相關核心技術。

碳離子治療系統是技術先進的大型醫療器械,包括上千台套多個專業門類的設備,融合了加速器、核探測、醫學診療等相關技術,提供碳離子束用於惡性實體腫瘤的治療。

「中科發」系列水稻新品種選育成功獲大面積示範應用

完成單位:中國科學院遺傳與發育生物學研究所

▲「中科發5號」水稻介紹板

2019年12月,中國科學院遺傳與發育生物學研究所李家洋團隊在水稻分子設計育種領域取得重大突破的科研成果——國審稻新品種「中科發5號」及「中科發」系列新品種,在吉林省吉林市舉行的現場會上顯出實力:2000畝示範片中,「中科發5號」等新品種在產量、抗稻瘟病、抗倒伏等農藝性狀中表現突出,外觀品質優、食味佳,豐收在即。

李家洋團隊長期從事高等植物生長發育與代謝調控的機理研究,在中國率先建立植物基因圖位克隆技術方法體系,為培育高產優質水稻新品種奠定了堅實的理論基礎。為進一步將水稻基因功能研究成果快速應用於育種工作中,李家洋提出並實踐「分子設計育種」的理念,創建了北方稻區的「中科發」系列和南方稻區的「嘉優中科」系列水稻新品種,實現了高產優質多抗水稻的高效培育。其「水稻高產優質性狀形成的分子機理及品種設計」研究成果分別於2017年獲國家自然科學獎一等獎和2018年未來科學大獎。

煤經合成氣直接制低碳烯烴技術完成工業中試試驗

完成單位:中國科學院大連化學物理研究所

▲ 煤經合成氣直接制低碳烯烴技術完成工業試驗

中國科學院大連化學物理研究所與陝西延長石油(集團)有限責任公司合作,在陝西榆林進行了煤經合成氣直接制低碳烯烴技術的工業試驗取得成功。催化劑性能和反應過程的多項重要參數超過設計指標,總體性能優於實驗室水平。

該技術基於大連化物所包信和團隊等取得的「合成氣高選擇性轉化制低碳烯烴」OX-ZEO原創性基礎研究成果,試驗開車一次成功,實現CO單程轉化率超過50%,低碳烯烴(乙烯、丙烯和丁烯)選擇性優於75%。試驗的成功進一步驗證了該技術路線的先進性和可行性。

這項成果被同行譽為「煤轉化領域裡程碑式的重大突破」,相關專家評述文章認為該過程未來在工業上將具有巨大競爭力。

中國首台千噸級循環床煤氣化裝置交付使用

完成單位:中國科學院工程熱物理研究所

▲ 中國首台千噸級循環床煤氣化裝置正式交付用戶

2019年12月,中國科學院工程熱物理研究所研發的中國首台千噸級循環床煤氣化裝置在甘肅金昌正式交付用戶,這是我國首次將清潔高效的循環床煤氣化技術應用於合成氨行業。該技術的應用推廣可望為破解合成氨行業的環保困局提供新途徑。

本次交付的千噸級循環床煤氣化裝置應用於甘肅金化集團20萬噸/年合成氨生產線,以替代其原有固定床氣化爐,提供原料氣,可實現無廢氣廢水排放,消除固定床氣化爐的污染,還可利用當地傳統技術不易氣化的劣質粉煤,使用煤成本下降30%至50%,為企業節約成本近5000萬元。該裝置是我國首套低階粉煤循環床加壓煤氣化示範項目,以合同能源管理的方式向合成氨生產企業提供原料氣,也是中科院「弘光專項」資助項目。

本文來源:中國科學院網站

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