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深圳高交會

【羊城晚報】中科院各種尖端技術亮相深圳高交會

  

  金羊網記者李鋼、通訊員馬學濤

  人造生命、治療癲癇的光控大腦技術、可以彎折的超薄電池、3D打印的卵巢……在第19屆深圳高交會上,中國科學院的各種尖端技術紛紛亮相,讓人驚呼,人類的科技日新月異,只有想不到,沒有做不到。

  只需一道神奇的光 癲癇癥狀消失了 

  癲癇癥狀如何治療?誰能想到,如今只需要一道光。

  在此次高交會上,記者見識到中科院深圳先進技術研究院(簡稱“先進院”)腦認知與腦疾病研究所展示的“光控大腦”技術的神奇。

  只見,一只患有癲癇的小鼠癥狀發作,在痛苦地打滾、抽搐。此時,一束激光照到它的腦部后,在閃爍幾下之后,這只小鼠就恢復正常的爬行——癲癇癥狀消失了。

  據介紹,光控大腦技術,又被稱作光遺傳技術——用光來調控神經元的活動。除了控制癲癇病外,還可以實現特定細胞類型控制下,改善帕金森病運動功能異常、操縱本能恐懼的“開關”等。

  “目前,先進院腦所已建立起完善的光遺傳學技術平臺,實現從光感基因病毒載體制備、光神經界面技術、光電極陣列技術到神經電信號處理等光遺傳學核心技術的研發和應用;同時,我們將實驗室研發的技術輻射到境內外幾百家實驗室,有的實驗室也用此技術發表《科學》等高水平成果?!痹撍L王立平告訴記者。

  據記者了解,這個技術如今已經獲得50多件專利授權。

  3D打印卵巢 破解不孕不育難題 

  人類的卵巢,居然可以用3D打印技術打印出來?原來,這個項目通過生物3D打印技術打印出一個生物“支架”,把患者含有未被激活的卵泡的皮質碎片放進或打印進該支架。這一支架是經過配比的生物材料和營養因子,可以提供激活卵泡和促使卵泡發育的條件。

  接著,將這個”人工卵巢“移植給患者,讓患者恢復卵巢功能;如果是正在備孕的患者,則可以取出發育成熟的卵子,進行體外受精,再移植到子宮里。

  先進院醫藥所助理研究員趙華山表示,卵巢作為人體重要的激素調控器官,在生殖健康研究領域受到廣泛重視。

  “女性一生中只排卵400個左右,還有上萬個原始卵泡在‘沉睡’之中。我們做的就是要激活這些原始卵泡,通過3D打印的方式,制備出人工生物卵巢,然后將其應用于臨床,進而讓患者恢復其卵巢功能?!?/p>

  不僅如此,這一“人工卵巢”還可以增加女性體內的雌激素水平,從而達到美容的效果。

  合成生物學:創造生命的學科 

  11月16日,在第十九屆高交會“《科學與中國》院士巡講活動生命與環境創新發展院士論壇暨重大項目簽約”上,深圳市合成生物學協會被發起。該協會由先進院、深圳市第二人民醫院、深圳華大生命科學研究院等9單位及56位個人會員聯合發起。

  據介紹,合成生物學被認為是繼“DNA雙螺旋發現”和“人類基因組測序計劃”之后的第三次生物技術革命。這一學科的終極目的就是創造生命。

  如今,先進院合成生物學工程研究中心在合成生命體設計原理、人工合成酵母染色體、人工改造細菌治療腫瘤等方面取得重大突破,為人類解讀生命的“黑匣子”帶來了不一樣的合成生物學視角。

  “采用工程化的設計理念,對生物體遺傳物質進行設計、改造乃至全新合成,打破物種界限,創建人工生命體,是合成生物學研究的一個終極目標?!焙铣缮飳W工程研究中心研究員、新晉國家杰青戴俊彪表示。

  以青蒿素的生產為例,青蒿素最初是從植物黃花蒿提取而來,但是植物提取存在占用耕地、依賴環境氣候、提取過程繁瑣等問題。與先進院實現合作的美國工程院院士杰?基斯林(Jay D. Keasling)開創性設計構建生產抗瘧藥物青蒿素的微生物,變革中藥提取青蒿素的傳統手段。數據顯示,該方法使用可控的100立方工業發酵罐足以替代5萬畝的傳統農業種植。

  “這可以理解為,把黃花蒿給‘釀’出來?!崩铋┦空f。

  記者在現場看到,一套融合生物科學和工業4.0技術的“合成生物研究自動化設施”在此亮相。李楠告訴記者,有了他們研發的這套自動化設施,可以實現合成生物的智能化生產,而且可以極大提高“生命創造”的效率。

  “豬”生產人血白蛋白 

  此次高交會上,中國科學院廣州生物醫藥與健康研究攜帶源化基因修飾豬生產人血白蛋白項目、新型抗阿爾茨海默癥藥物GIBH130、NSI免疫缺陷小鼠等極具產業化前景的科研項目亮相。

  該院所研發一種能改善癡呆患者病情的新藥——阿爾茨海默病新藥GIBH130,臨床前藥效學研究表明,其能顯著改善多種老年癡呆動物的記憶和認知障礙,部分指標優于傳統用藥多奈哌齊和美金剛,在較低的劑量下就能夠達到多奈哌齊和美金剛的療效。

  人血白蛋白,俗稱“生命制品”,是一種從健康人血中提煉加工而成的特殊藥品,是危重病人的“救命藥”。我國由于血漿原料短缺使白蛋白市場供應不濟,造成人血白蛋白一藥難求、假人血白蛋白流向市場嚴重威脅患者生命。

  通過基因編輯和克隆技術,讓豬獲得跟人類一樣的血清白蛋白。廣州生物院賴良學科研團隊2013年利用TALENs基因靶向修飾技術成功獲得世界上第一頭人源化血清白蛋白基因修飾雜合子豬,經過兩年多的繁育,目前團隊成功獲得純合子人源化血清白蛋白基因修飾豬。

  碾米機也玩“物聯網” 

  碾米這件事,如今也用上高科技。在高交會上,記者看到,由廣州中國科學院計算機網絡信息中心(CNICG)碾米機聯合實驗室研發的第一代“米稻+” 新型物聯網智能碾米機進行首秀高交會,讓觀眾零距離體驗碾米新智能。

  與以往模型參展不同,這次CNICG展示的是新一代智能碾米機實物,更直觀向現場觀眾演示稻谷現碾,鮮米即取,掃碼溯源的全過程。

  既然購買凈白大米如此方便,為何還要吃現碾米呢? “稻谷有八成的營養部分在胚芽,我們新型物聯網碾米機通過對碾米裝置的傳感改進,降低成品米胚芽損耗率,將胚芽留存率提升至85%,這意味著吃著、即時加工的現碾米才算吃到大米原有的營養物質?!盋NICG新型物聯網碾米機市場經理翁先生解釋。

  記者在現場體驗一次:只需簡單手指一點,選擇加工精度——糙米、胚芽米或精米,再來選擇大米斤數,確認后,機器便開始運作。短短2分鐘,稻谷即碾出新鮮大米。捧起剛碾的鮮米,余溫散在手心,細看每粒米上都有胚芽,濃濃米香撲面而來。

  此外,除了購買鮮碾米,碾米機屏幕還會出現一個二維碼,通過掃描二維碼可查看手中這袋現碾大米從稻谷種植、加工、運輸等的各環節信息。

  據介紹,這款新型物聯網智能碾米機目前已與珠三角大型開發商物業公司、連鎖超市等形成初步合作意向,或許很快就能投放到市場上。

  可以折起來的超薄電池 

  你的手機電池能不能折疊?能不能在30秒內,從無電狀態到充滿電?

  先進院集成所功能薄膜材料研究中心帶來的“柔性超快充放電池”就能做到。記者在現場感受一把柔性電池,看上去只不過是一個塑料片一般,非常輕薄,而且可以隨意彎折。據介紹,這一技術項目突破傳統鋰離子電池的構造思路,創新性地將正/負極活性材料和集流體構筑于具有多孔結構的隔膜上,實現電池正/負極活性材料,正/負極集流體及隔膜一體化的柔性結構設計。

  唐永炳研究員表示:“這種柔性超快充放電池未來可以應用在柔性可穿戴設備當中,也可以應用于需要快速充電儲能的軍事領域。比方說作戰時的GPS導航,能夠留給二次充電的時間非常短,需要快速充電。我們的電池倍率性能非常好,30秒可以充滿、30秒可以放完。而且它的放電速度完全可以根據需求來設定?!?/p>

  癌癥治療:殺敵一千自傷八百的時代即將過去 

  在進行癌癥的放療過程中,往往在殺死癌細胞的同時,健康細胞也會大量被殺死。而如今,在高交會上亮相的“重離子治癌醫療裝置”將會改變這一“殺敵一千 自傷八百”的癌癥治療方式。

  中國科學院近代物理研究所自主研發的這套裝置,使用重離子束技術,一起獨特的深度劑量分布和搞的相對生物學效應,使癌癥治療進入個性化精準放療外科的新時代。通過精確控制照射束流能量和方向,可以定向落在腫瘤靶區,使得腫瘤細胞的DNA雙鍵斷鏈,高效殺死腫瘤細胞。同時,可以實現對健康組織的損傷達到最小。

  近代物理所的馬藝準介紹說,這一技術將馬上進行臨床試驗,經過試驗后,將會正式投入醫療臨床治療中。

  “這是國際最先進的技術,相比質子束放射治療,這一技術可以使得療程縮短至三分之一。而且治療過程中可以即治即走,全程無痛,特別適合于難治和常規射線不敏感的腫瘤的治療?!瘪R藝準說。

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