《生物物理研究所与生命科学仪器技术》封面
贝时璋院士题词  
   
前言  
   
生物物理研究所生命科学仪器技术的发展 ............... 江丕栋
   
仪器简介  
〔一〕辐射测量仪器
〔二〕空间生物学仪器
〔三〕仿生学应用
〔四〕光谱波谱仪器
〔五〕分离仪器
〔六〕实验室仪器
〔七〕医疗仪器
〔八〕其它仪器
 
   
感想和体会  
总结经验,再造辉煌
 
  - 浅谈我所仪器技术的前途 ...................
何润根
技术进步推动科技创新 ...........................
林波海
一代宗师,科学巨匠 .............................
罗志勇
面向科研,面向社会,面向市场
 
  - 发展微弱发光检测仪器技术的体会 ............
张仲伦
仪器技术和科学研究相互促进 ......................
万谦
在离心机研制工作中的体会 ........................
杨云
   
生物物理研究所研制生产仪器设备一览表
我们怀着崇敬和激动的心情,祝贺贝老期颐华诞,祝贺生物物理所建立45周年。
从1958年建所至今将近半个世纪的年代里,生物物理所全体仪器技术研究人员不断地领会着贝老的治所思想。贝老的高瞻远瞩,指引了生命科学仪器技术在生物物理所健康发展的历程。
借此机会,回顾生物物理所生命科学仪器技术发展的过程,谈谈大家的体会。
1.科学仪器技术对于推动科学发展的重要性
人类靠科学仪器去认识世界,探索自然规律。重要科学仪器的发明常会使人类对客观世界有更深入的或完全崭新的认识,使科学发展揭开新的一页,并带来生产力水平的飞跃。在人类探索生命奥秘的历史进程中,往往由于某些新仪器或新技术的出现而揭开了生物学发展史上的新篇章。从显微镜、X射线衍射,到扫描隧道显微镜、膜片钳、核磁共振成像等新技术、新仪器的出现和应用,都大大增进了人们对于物理世界和生命世界的了解,推动了生命科学和物理科学的发展。
另外,先进科学思想和学说的提出,往往需要用与已有的方法不同的,新方法新手段,才能加以直接的验证。
生命科学是一门研究生物物质及其活动规律的学科,实验手段、仪器成为影响生命科学发展的重要因素。生物仪器的发展,会有力地推动生命科学的不断进步,将推动生命科学各个分支,医疗保健、农业、环境保护等事业的前进。反过来,生命科学的需求,又促使仪器手段不断改进,甚至产生重大的革新。
2.生物仪器工程技术是生物物理学科的一个组成部分
贝先生作为创建生物物理学科的领导人,对于仪器技术方面的研究非常重视。他历来强调并反复指出,开展生物物理研究,特别要研究和发展仪器技术。从1958年建所时拟定生物物理研究所的主要任务,就专门指出:“我们也注意到生物物理学的发展要有相应的技术发展来配合,对于生物物理仪器不但要仿制、改进,还要不断有新的创造。” 
              1983年他在中国生物物理学会第四届全国学术会议上的报告中指出:“我想着重的提一下,为推动和促进这方面工作更迅速的发展,大力开展新技术的研究是很好的。大家知道,如果缺乏现代的实验手段和实验装备,即使有好的想法,工作质量和研究速度都会受到很大的影响。”①
贝先生经常阐述定量测量及其手段对于发展生物物理学的重要性。“现阶段我们开展生物物理的研究,特别是在基础理论方面应该着重下列两点。一方面,... 
              。而另一方面要有更大的比重, 利用现代仪器技术广泛地开展生物物理的实验研究,从而重复取得正确的数据,为创造理论和丰富实践做出贡献。这样就有可能使生物物理学逐步地成为定量科学。”②生物物理学作为近代生物学发展的重要分支,尤其要借助物理学的概念和方法来阐明生命现象的一些基本问题, 
              揭示生命活动的基本规律。“物理学方法被称为测量科学,生物物理学也必须以测量理论和实践为基础。”③因此, 各种新的物理仪器和物理方法的引入及应用,是生物物理学发展的推动力。
3.高瞻远瞩的布局
贝先生以敏锐的科学洞察力,经常注意引入科学和技术中的最新成就和观
念。作为一位开创新学科的大师,在部署整个学科的配置时, 特别关注并一贯强调仪器技术与方法学在发展生物物理学中的重要地位,这是值得深思的。没有高瞻远瞩,是不容易体会到其深远意义的,或者是要等到经受了历史的教训以后,才能够返回头来有所认识。
1958年中国科学院建立生物物理研究所,作为在我国开创生物物理学的第一步。生物物理所建所初期共有四个研究室和一个研究组。其中有放射生物学研究室、宇宙生物学研究室和生物物理化学研究室,第四研究室就是生物工程技术研究室,以仪器技术研究为主要方向。其前身是电子仪器实验室。在研究所的学科设置上,充分体现出贝先生认为发展生物物理学“没有物理手段不成”的远见,充分反映出贝先生把生命科学仪器技术看作是会影响生物物理学,或影响生命科学发展的重要组成部分的指导思想。
贝先生一贯热心地鼓励和支持发展仪器技术工作。他亲自查阅文献,了解国际动态,经常听取汇报,指出方向,做出具体的指导。他还亲自参加各种有关仪器技术研究方面的课题论证会和鉴定会。
进入80年代,贝先生很关心计算机图像技术在生物物理学中的应用,鼓励大家努力发展生物结构三维重建、形态定量测量技术。他认为研究生命过程,不能总是在固定、切片或进行生化分离以后进行研究。他经常指出,要研究观察活的细胞、活的组织,要研究生物,不能只看“死”物。特别要发展研究活细胞、活组织的结构与功能关系的技术。贝先生经常向我们介绍科学发展的新动向。例如共焦扫描显微术发明于1985年,不久贝先生就向我们介绍这项新技术,让我们考虑引入生物学研究中,用于在细胞层次观察活细胞的内部结构。他不断启发我们将其它自然科学和技术科学的概念和方法渗透到生物学中,来研究生物现象,并在生物学深入研究的推动下,设法发展新的方法和技术。他经常鼓励我们结合生物学深入研究的需要,在仪器技术上要有创新。
4.生物物理所生命科学仪器技术的发展历程
贝先生在科学上是先行者,是一位科学大师。但他不是为科学而科学,他有强烈的社会责任感和爱国主义精神,特别注意将研究所的科学技术工作与国家需求相结合。在各研究所的负责人中,他突出地表现为积极承担各项国家任务。在他领导下,我所的仪器技术研究方向有几方面的特点:
面向国家建设和重大需求
上个世纪的五六十年代,为增强国防实力,打破核讹诈,中央决定突破国防尖端技术。贝先生从生命科学的角度主动地面向国家的重大科学技术问题。为配合我国发展原子能科学技术,抵御核威胁,积极承担放射生物学和放射卫生方面的任务。包括自然本底调查、辐射药物防护、以致辐射损伤的机理,以及相应的测量和仪器技术。同时把承担国家任务和学科发展结合起来。在60年代初就部署了辐射效应原初过程的研究和电子自旋共振波谱仪的研制。他后来指出:“为了更好地揭露生命的奥秘,彻底地了解生命的规律,放射生物学的发展是非常必要的。”
在辐射测量方面
在60年代,生物物理所在辐射测量和环境辐射监测技术方面做了大量工作。钟罩形计数管成为国内从事同位素示踪应用的科研和教学单位的主要供应者。低水平b放射性测量技术为放射性自然本底调查提供了更灵敏的测量方法。60年代中开始了放射性气溶胶连续监测仪的研制,及时满足了核工业基地开工的急需; 
              后来又为国防部门研制新型放射性气溶胶监测仪, 达到国际80年代先进水平,成为我国国防配套设备,直至现在。70年代研制弱放射性β污水连续监测仪,创造了国际先进水平,解决了我国核企业的污水排放监测问题,并推广到核仪表的国营大企业生产。
为配合防护药物及放射生物学研究,自行设计建造了钴-60γ源辐照室。60-70年代建源技术和钴源操纵装置推广到祖国南北的农业育种和科学研究各领域。近年在国内各地承建了几个50万居里以上的钴60源辐照中心。
建立了测定人体内放射性物质的全身计数器。用于测量接受放射性同位素诊断、治疗及受污染的大量人员。
在空间生物学方面
在六十年代贝时璋先生就指出, 我们一定要为进入空间做好科学储备并做出自己的贡献。在八十年代指出,在空间可以搜集有关生物学方面前所未有各种各样的科学资料,并对其开展系统的分析和研究。要充分利用我国航天技术发展的有利形势, 
              多多揭示在地面上发现不了的生命科学中的新问题, 积极探索在地面上不能取得的,为工业和农业生产、医疗卫生等服务的新方法和新经验。
生物物理所提出并且负责总体,于六十年代中期成功地发射和回收了五枚生物探空火箭,迈出了我国空间生命科学研究的第一步。生物遥测技术和地面模拟设备的研制,为发射生物探空火箭, 
              及以后的航天生物学研究及航天医学研究打下初步基础。所研制和建立的地面模拟试验设备和用于选拔上天动物的设备,以及上天用的设备有:电生理放大器(心电、血压、呼吸)、条件反射实验装置、加速度仪等。
由80年代后期起,生物物理研究所又重新开展了空间生物科学技术的工作,也开展了有关的仪器研究工作。其中主要是蛋白质晶体生长方面的元件及仪器,包括神舟号飞船上用的蛋白质结晶室。研制了在地面模拟微重力生物效应的系列回转器,提供各单位使用。
在仿生学应用方面
贝先生开创了生物控制论研究。60年代起为进一步结合国家建设的实际需要,突出了仿生学的方向。他亲自提出及时将仿生学研究的结果应用于国防建设。研制了武器实验用的装备、微光电视和模拟昆虫复眼的光学元件等。
面向世界科学前沿
在科学仪器方面
为了利用现代仪器技术广泛地开展生物物理学的深入研究,在无法由国外获得先进科研设备的条件下,开始自己研制了多种大型仪器。70年代研制成的404型电子自旋共振波谱仪达国际先进水平,获科学院一等奖,为我所在顺磁共振技术应用,及以后自由基生物学在国内建立基地准备了有力的条件。光散射仪、显微光度计等多种光谱仪器的研制,为光谱技术在我所的建立和应用准备了技术队伍。
70年代,为了生命科学的需要,研究液体闪烁测量技术,研制出全自动化的液体闪烁谱仪,灵敏度达国际水平。研制出高速离心机、超速离心机和荧光分光光度计,填补了我国空白,转让给多家工厂,并带动了定点离心机厂的发展。为保证仪器及使用者的安全,进行了离心机转头的强度实验。还研制出微秒级闪光光解装置、微电极推进器以及多种实验室用小型设备。
80年代,根据生物物理学研究深入发展的需要,建立了各种时间分辨和空间分辨荧光技术,研制出纳秒荧光计、流式细胞计、荧光漂白恢复装置。研制了核磁测场仪、动物行为测量仪、几种视觉研究用的图形发生器、生物膜电参数测量仪、可编程多功能信号发生器等。开展了生物发光和化学发光测量技术的研究,研制出多种微弱发光和超微弱发光测量仪。发明了自抽连续流动离心机。低本底液体闪烁谱仪创造了国际先进水平,并形成系列,不断推出新型号,有的已由国营大企业接产。九十年代为夏、商、周断代工程提供了重要数据。建立了多种电离辐射剂量测量方法和剂量仪, 
              及中子剂量测量系统。
面向社会需要
在医疗仪器方面
在改革、开放的形势下,为面向广大人民健康需要,大力开展医疗仪器的开发研究。研制出脑电检测分析仪、浅表癌症治疗仪、生化分析仪、多相心电仪、基因枪、微量台式高速冷冻离心机,以及高速自动图像分析仪等。
在研究成果的推广方面
有的被国防部门选为尖端装备。有的被国防企业选型、投产。有的产品为广大科研、医药卫生部门所采用。有的不断向境外出口。有若干种推广到工业部门投产,推动了国家仪器仪表产业的发展,有的甚至带活了企业。
推广到工业部门投产的例如:离心机,荧光分光光度计,液体闪烁谱仪,放射性污水监测仪,癌症治疗仪,酶标仪等。
研究所还自己生产或自办企业,使大量成果转化为商品,向社会推广,如科龙公司生产的多相心电仪、脑电检测分析仪和心电脑电组合仪、KS系列光热治疗仪。中生公司生产了半自动生化分析仪。实验室制造的微弱发光测量仪,已经销售至国内数十个科研、教学和医疗单位,及亚、欧、美洲6个国家和地区,目前仍在继续推广。
四十多年来,生物物理研究所根据生物学研究和国家、社会的需要,建立了多种技术,逐步研制成国内没有的多种元件和100多种大、中、小型精密仪器。绝大多数是国内空白、首创,某些是当时国际先进水平。
由于以上各个方面的突出成绩,我所仪器技术工作曾多次获得国家、中国科学院和各部门、省市的科技成果奖励。截至到90年代,获全国科学大会奖状的有5种,院重大科技成果奖的有7种,另获院重大科技成果一等奖一项、二等奖4项,院科技进步奖二等3项、三等5项,获部、省、市奖状7项。
5.造就了一支队伍
生物物理所在承接大量国家任务的同时,迅速发展,多年来吸收了大量理、工科专业的毕业生。在完成任务、推动研究的同时,也锻炼了一支多专业、多兵种、高素质的生物物理工程技术研究队伍。这支队伍分布在各个研究室中。其中较集中的第四研究室,曾经是全所人数最多的研究室,接近60人。到70年代中,由于承担几项大型仪器设备的研制,中国科学院拨给生物物理所的事业经费大幅度地增加。他们在我国与国际上隔绝的60年代和70年代建立先进的技术、仪器和设备,还在各种高、精、尖仪器的使用、维护、保养、改造和扩展功能方面,精心做了很多工作,为生物物理所及我国生命科学发展提供了技术支撑条件, 
              也为我国经济建设和国防建设做出了不小的贡献。研究所办的科龙公司的领导和骨干,中生公司仪器部的骨干,也都是出自这个队伍。
这支队伍引起了各兄弟研究所的重视和赞赏。在国内各有关学术团体中也起着积极的作用。在我国建立或领导了一些专业学术团体,如:生物物理仪器和实验技术专业委员会、液体闪烁探测技术及应用专业委员会、离心机专业委员会等。或成为各有关专业学术团体中的活跃力量,如:计量学会,分析测试学会, 
              生物医学工程学会,生物物理学会,波谱学会,辐射防护学会,核电子学与核辐射探测器学会、生物医学电子学会等。
6.历史的经验及体会
是否还需要仪器技术研究和仪器技术队伍?
回顾45年历程,本所生物仪器技术的发展取得了技术成果和人才的双丰收,对我所和国家做出了贡献。改革开放以后,大量引进了国外的先进仪器设备,推动了生物学科研工作。同时,仪器研制工作和队伍受到了很大的冲击。国外生物仪器在我国市场的占有率大大提高。
新的形势下,是否还需要有自己的仪器技术队伍?是否还需要开展仪器技术研究工作呢?回答是肯定的。
先进科学仪器是机、电、光、计算机、材料科学、物理、化学、生物学等先进技术的高度综合。需要有一定技术素养的人员才能掌握、运转、维护这些手段,甚至开发和发展新的功能。并非“化钱雇人来操作仪器”就可以了。
也不是商品仪器“买来即可”。有些科研工作可以用现成的商品仪器来完成。但只依靠国外的商品,难有世界一流的开创性的研究成果,会使生物学研究水平和进展与国际差距加大。我国的生物学家要获得有特色的、有创造性的研究成果,就要有自己的新思想、就不能只靠国外的商品仪器设备,还需要建立自己特殊的技术手段。这就更需要有一支技术队伍来很好地配合。
或曰:“学科发展没有到这一步”。但是,作为国家仅有的生物物理研究所,其战略布局,不宜只考虑眼前的研究水平,还要考虑原创性研究的需要,进行准备和部署。
仪器技术发展中的几个关系
(1) 面向国家重大需求和面向本所学科前沿
从历史上看,改革开放前侧重配合国家重大科技任务,自力更生研究仪器技术;开放以后,则侧重面向本所的学科前沿,自选课题。在不同的时期侧重会有所不同,是无可非议的。仪器技术工作队伍为适应这种转变,是需要付出努力的。
按照科学院的办院方针,生物物理所的仪器技术研究,今后还应兼顾两方面的需要,既要为本所基础研究发展新技术、研制新仪器,同时又要根据国家发展高新技术的战略部署,在能够发挥我们技术优势的条件下去积极参与,继续做出贡献。
(2) 独立技术研究与学科融合
过去,我所的技术研究和仪器研制更多的是靠组织技术队伍独立进行。仪器研制有其自身的特点和要求,技术人员不能完全分散,单兵作战。组织技术项目组或技术研究中心,有助于集中力量,发挥专业优势,完成一些大型项目。
然而为我所基础研究的创新,要发展新技术、新仪器,必须是研究人员和技术人员密切结合,相互渗透,从不同学科的角度来攻克共同的科学目标。
两种形式都是需要的,可根据不同项目、不同阶段来选择和组织。对某些技术项目,根据需要,技术人员可以参加到某些基础研究课题中,有助于了解需求、受到启发、共同研讨。到一定阶段,再考虑集中技术力量,完成研制和成果转化。
(3) 科学效益与经济效益
评价技术研究和仪器研制的成果,要考虑仪器技术的特点,要根据不同的项目,采取不同的标准。有的重在其科学或社会效益,看是否对基础研究,对国家与社会起到了关键的作用;有的兼顾经济效益;有的则重在经济效益,必须创造条件实现成果转化甚至产业化。只有实事求是地对待,才能保护积极性,激发创造力。
(4) 技术研究与技术支撑
作为生物学研究单位的仪器技术队伍,还应该担负为生物学研究提供技术支撑的任务。技术支撑有实验技术的研究和改进,大型仪器的维修和功能扩展,还包含为生物学家研制一些急需而又一时买不到的小型常规设备,或解决非常规的仪器或实验设备。
技术研究与技术支撑这两个方面都很重要,且彼此相关,是相辅相成,互相促进的。从维修超速离心机发展到自己研制超速离心机,并且带起了我国的实验室离心机工业,就可以说明。维修、研制,积累了经验和知识,为掌握、运用和改进发展国外仪器奠定了很好的基础,也为创新准备了条件。而创新研究和技术集成,又可以指导更好的技术服务和支持。虽然队伍中的个人不一定会面临这两重任务,但是作为一支队伍,两方面的人员的交流和结合不仅对技术研究和技术支撑均有益,而且有利于做出高水平的成果。
不仅是从我国仪器科学技术及工业的发展来看,既使是从生物科学的发展来考虑,也必须有自己的仪器研究工作和仪器研制队伍,作为生物学前沿研究的技术支持。创新的技术研究,需要有长期的技术研究的积累。只有从事技术研究工作的队伍,才能使先进的仪器充分发挥作用并能发展其功能。其它领域的科学家很赞赏和羡慕生物物理研究所的这一支力量。这样一支队伍建立起来是很不容易的。但很容易解散、消亡。其影响可能暂时不明显,但对学科发展的影响是会很深远的。因此,要稳住生物学基础研究队伍,也要稳住一部分生物仪器技术研究的队伍。这样才能使我国生物科学研究走在世界前列,同时也可改变生物科学仪器主要依靠进口的状况。
7.机遇和挑战
仪器是认识世界的工具,是探索自然规律、积累科学知识,指导生产的关键。仪器技术是信息的源头技术。仪器也是国家高科技发展水平的标志。许多院士联名提出“关于振兴仪器仪表工业的建议”,得到了国务院领导的重视和支持,为科学仪器的发展做出了安排。并把仪器仪表列为国家的21个工业行业之一。
中国科学院在“知识创新工程”中提出“加强创新科学仪器和重大关键设备的研制和开发”,与其他九大“领域”并列。近来还把生物物理所作为发展创新技术支撑工作的试点单位。
形势为我们创造了开展仪器技术研究的更好条件。我们要配合生命科学研究的深入发展,充分利用交叉学科的综合优势,发展有自己特色的生物物理工程技术。要面向国家战略需求,面向世界生命科学前沿,加强关键技术创新与技术集成,为生命科学的发展,为我国经济建设、国家安全和社会可持续发展,取得有重大影响的成果。
国家和科学院的重视,生命科学的发展和正确的办所方针给我们以机遇。生物物理所应该主动地迎接挑战,为技术研究和仪器研制工作开创新局面而切实行动起来,总结经验、统一认识、规划方向、调整政策、组织力量。相信通过大家的共同努力,我所仪器技术研究的发展前景将是极其令人鼓舞的。
 
①贝时璋,“在生物物理研究中要重视环境物理因素对生物的作用”,(在中国生物物理学会第四届全国学术会议上的综述报告),石家庄,1983年10月15日.
②贝时璋,“对我国生物物理学发展的几点希望”,1980年生物物理学术会议文集,中国生物物理学会编,科学出版社,1982,北京.
③贝时璋,“在生物物理研究中值得注意的几个问题”,生物物理学报,1989,5(2),213.
平板型复眼透镜



原理
根据萤火虫复眼综合成像原理研制成的一种新型透镜。
用自聚焦纤维来模拟每个小眼的屈光系统。许多柱状自聚焦纤维组合成平板型阵列,构成平板型复眼透镜。把不同自聚焦纤维形成的像叠加在一起,形成一个综合的像。
性能及特点
特点:物距和像距短,亮度高,中心及边缘的亮度及分辨率均匀;观察幅面不受透镜视场角限制。分辨率25线/mm;孔径角40°;物距、像距约3mm。
用途
可用于超小型复印机,光学印刷及信息处理等领域。
评价
通过有长春、西安光机所所长参加的鉴定会。1978年。
1980年,获生物物理研究所科技成果三等奖。 ( 张少吾 )
侧抑制微光电视
用途
为特定的观测目标而设计的闭路低照度电视。
性能
具有鲎眼侧抑制电子模拟网络的微光电视。能够对微光电视图像进行实时信息处理,提高微光电视图像的清晰度,改善图像的均匀性,在一定范围内有辅助聚焦作用。
整机包含:微光摄像机、控制器和具有鲎眼侧抑制电子模拟网络的监视器。
目标细节部分的空间频谱为200~850线;背景照度约为0.1Lux;
扫描方式 隔行扫描;行频15685kc/s,场频50c/s。
评价和应用
1979年生物物理所鉴定,指出,未见到国外有对微光电视图像进行模拟信息处理的报道。样机已在现场使用。
获生物物理研究所科技成果三等奖。(1980) ( 吴新年 )
条件反射装置
用途
该装置是根据T7A-S2生物火箭探空试验大纲设计,为考察动物(狗)在火箭飞行时对不同图形刺激的高级神经活动反应。
功能
为了检查在飞行中,飞行因素-超重、失重等对动物(狗)的高级神经活动及操作活动能力的影响,设计制造了这一装置。



除要克服特殊力学因素的影响外,还要完成控制、图形转换、供食、废物收集等多种功能。
有时间信号显示。
应用
成功地应用于T-7A(S2)型生物探空火箭的狗的试验。连续拍摄了狗在超重、失重、再超重情况下的姿势变化;观察了在失重条件下动物高级神经活动的反应。 
              ( 马凤林 )
微机控制多功能培养箱 MFC9205L型



用途
调节生物生长的局部环境条件(温度、湿度、光照、气体分压等)。
组成
包括光照培养箱、微机控制系统两部分。
8031单片机系统进行数据采集和按预置程序自动进行参数控制。
性能
恒温控制:13℃~40℃,连续可调;±0.6℃,变温速率<5分钟/℃。
O2分压控制:13%~30%,连续可调;±0.9%,变压速率<9分钟/%。
CO2分压控制:<5.00%,连续可调;±0.3%;变化速率<10分钟/%。
湿度控制: 20%RH~90%RH。
光照控制:日光灯20W 6盏、8W 4盏,可分别按需要自动开关;扩展:可根据需要,采用波长偏红的强光灯,范围:<7000~10000Lux。
动态控制:可对以上各参数按编好的程序进行调节。容积:<150升。 ( 江丕栋 )
回转器系列



用于在地面模拟失重条件下的生物效应。
使受试验的生物样品围绕一个水平轴进行旋转的设备。由于生物体与恒定重力的相对方向在连续不断地变化,在地面也会表现出失重条件下的生物效应。
优点: (1)简单,方便,低廉;(2)没有时间限制;(3)容易控制各种环境条件;(4)排除在空间条件下的强辐射环境,排除在航天器发射和回收时的振动等严酷的力学环境。
每分钟2~100 rpm;有适用于各种大小样品的夹持器具。
品种系列:一维回转器,二维回转器,便携式回转器。
已供各单位用于空间生物学研究的地面模拟。
实用新型专利 (ZL99217867.3)。 ( 傅世密 )
回转式细胞培养器
利用回转模拟微重力效应的原理,在回转器的基础上发展起来的新一代细胞培养系统。
细胞内的重力感受器所受重力方向在连续改变,表现与在太空微重力条件下相似。可以在地面模拟在太空微重力条件下培养细胞。
批量式回转细胞培养器(CCBCS型)
培养瓶容积:目前已有40ml、50ml、100ml和500ml。可根据需要配制其它规格。
调速范围:2~100rpm。
实用新型专利 (ZL 00252933.5)。
滚动瓶式细胞培养器 (RVCCS型)
培养瓶的直径:不小于10mm.
调速范围:2~100rpm。
实用新型专利 ( ZL 00250142.2 )。 ( 傅世密 )
空间蛋白质结晶室
神舟3、4号飞船进行空间蛋白质晶体生长实验用。
滑板式平面密封双外液池汽相扩散结晶室:蛋白池为半球形,容积为20、30、40、50、70μl。双外液池为圆柱形,两池容积共1196μl。气室为长形孔; 
              容积938μl。行程12mm。推拉力≯5 kg。
旋转式锥面密封液/液扩散结晶室:结晶室采用两液方式。旋转角度180度,以缩短全部开通过程所需时间。蛋白室为Φ4圆柱形,容积102~131μl;外液池容积111~132μl。扭力矩≯7kg.cm。
结晶室材料为聚碳酸酯。
五个结晶室合在一个组条上,每条标准空间 50×50×160 mm;质量 < 300 g。
实用新型专利 ( ZL 96212398.6 ),( ZL 96213615.8 )。 ( 傅世密 )
蛋白质结晶过程连续观察装置



用于在蛋白质结晶过程中对单晶的形态进行连续观察。
可以直观量化地分析晶体的生长情况,为优化结晶过程提供依据,也为结晶室性能提供有效的动态检测手段。
用体视显微镜观察晶体,物镜放大倍数6倍。
CCD摄像头(黑白)。
图像的采集及储存由80386微计算机通过P540伪彩色图像板控制。
采集的图像为512×512×8,(黑白)。
系统总放大倍数约80倍。 ( 江丕栋 )
空间蛋白质结晶室组合单元驱动力测试台



神舟号飞船用蛋白质结晶室组合单元的专用检测设备。
结晶室单元推拉力测试台
检测滑板式汽相扩散结晶室的扩散通道打开或关闭动作过程中的推拉力。
电机减速后推(或拉)动传感器,再推(拉)动结晶室传动杆,完成其扩散通道关闭或打开动作。
行程12mm,用时20分钟。
QTM-Ⅲ力测量仪及μP16打印机。
每分钟采集5个数据。



结晶室单元扭矩测试台
检测旋转式液/液扩散结晶室的扩散通道打开或关闭动作过程中的扭矩。
电机减速后联接扭矩传感器轴旋转,从而旋转结晶室芯轴,完成其扩散通道关闭或打开等动作。
旋转180°,用时20分钟。
QTM-Ⅲ扭矩测量仪及μP16打印机。
每分钟采集5个数据。 ( 傅世密 )
空间蛋白质结晶室弹簧压力测试台



神舟号飞船用滑板式汽相扩散结晶室中弹簧片的正压力检测专用设备。用于检测弹簧片正压力大小,并测出弹簧片每压缩 
              0.01mm时的正压力数值。
旋转外旋套,通过连接在可升降轴上的传感器带动压力机构垂直作用于弹簧压片。正压力通过传感器传到压力测量仪,显示出压力值。弹簧在正压力下的变形量由百分表给出。 
              ( 傅世密 )
可调节可观察的空间蛋白质结晶装置 〔ACOP型〕



放在航天飞机的搭载桶内进行空间试验的汽相扩散蛋白质晶体生长装置。1999年研制成功。
可以对结晶过程进行调节,同时可观察和记录结晶过程。 当时国际上还没有关于在空间试验装置中对于蛋白质结晶过程能够同时进行调节和观察的报导。
可调节的外液浓度值可达5个。
用改装的数字相机观察和记录结晶过程。国内首例。可得到蛋白质单晶生长的图像序列。
结晶室5种功能模式:(a)扩散速率可调,(b)过程观察,(c)速率调节和过程观察。不进行过程观察的结晶室,可以有一个(d)或三个(e)蛋白质小池。
主动温度控制。
高技术航天领域专家组验收通过。参加国家高技术计划十五年成果展览。
2003年国防科技奖励三等奖,初评通过。 ( 江丕栋 )
蛋白质晶体生长实验系统



该系统可进行光学衍射观察,蛋白质结晶室的参数可调。系为国家微重力实验室配套设备,用于实时观测蛋白质晶体生长过程,研究生长机理。
有四种类型的结晶室:
可调式汽相扩散蛋白质结晶室,有“自动换液系统”,可在结晶过程中改变平衡液浓度,以调控汽相扩散速率;
微量过饱和蛋白质结晶室;
液/液扩散蛋白质结晶室;
温度梯度蛋白质结晶室。
晶体生长微环境温度监控装置,恒温:4~30℃,±5℃;程序变温温度范围4~30℃。
配合“多功能光学实时观测装置”,可用Mach-Zehender干涉与Michelson干涉同时进行观测,实时观察蛋白质晶体生长过程。
1997起始,1998年底完成。2003年总装备部验收整个实验室。 ( 江丕栋 )
404型电子自旋共振波谱仪



用途
电子顺磁共振(EPR),或称电子自旋共振(ESR)是利用在磁场中的顺磁性物质吸收电磁波辐射能量产生自旋能级跃迁的物理现象,对物质进行测量分析的一种技术。具有高灵敏度、高分辨率和无损检测等特点,是研究分子结构和运动,分析和鉴别自由基、过渡金属离子和稀土离子的有力工具。已广泛应用于物理、化学、生物学、医学等,以及石油、化工、地质、考古、环保、材料、半导体、食品和农业等科研和生产领域。
性能指标
灵敏度:2.3×10–13mol.DPPH
(P:10mW,Mod.:3G,RC:0.5秒)
分辨率:3.4×10–5
磁场漂移:5.3×10–5/1小时
长期幅度稳定性:3.6%/24小时
评价
通过中国科学院组织的鉴定会(1979年11月)。鉴定意见:灵敏度(包括测定含水样品的灵敏度)达到国际先进水平,有利于生物学研究。
获中国科学院科技成果奖一等奖(1980年)。
应用
仪器投入测试服务,解决了当时科研急需,促进了生物物理所EPR应用研究的开展和推广;使本所在EPR仪器技术和生物学应用研究方面处于全国领先水平至今。 
              ( 万谦 )
电子顺磁共振波谱仪数据系统
用途
实现对商品EPR波谱仪的磁场控制和扫描,实时采集波谱数据。扩展仪器功能;代替波谱仪原有专用数据系统,提高测量精度。
性能
PC微机系统、高速数据采集卡,有多种数据处理程序。
1.PC微机系统,Windows操作方式。2.数据采集速率:330kHz。3.数据采集点数:4K。4.与磁场扫描同步逐点采集数据。5.有多种数据处理程序。
可配接美国Varian E-109型、E-112型和德国ER-200型等类型EPR波谱仪,易于升级、维护和操作。
评价
本数据系统共研制五个型号,1996年至2000年分别通过中科院委托生物物理所、兰州大学、中科院上海分院、复旦大学和中科院计划局组织的验收鉴定。
该系统功能齐全、指标先进。特别是在磁场控制、磁场实时校准和g-因子标定等方面有所创新,达到了国际先进水平(均未见文献报道)。具有较大的推广使用价值。
中国科学院科技成果登记。
效益
本数据系统已安装使用在生物物理所两台、兰州大学1台、复旦大学1台、上海有机所1台共 5台进口EPR波谱仪上。 ( 万谦 )
荧光分光光度计



用途
生物学研究、环境保护、石油化工、医药卫生、以及超纯物质分析等工作领域。
指标
平面衍射光栅1200线/毫米,闪耀波长300毫微米。
波长范围:激发光220~650毫微米;发射光250~700毫微米。
狭缝光谱:宽度0~10毫微米连续可调。
波长精度:优于8埃。
分辨率:优于6埃。
灵敏度:2.5 ×10-9克/毫升硫酸奎宁(0.1N H2SO4溶液)。
评价
1978年设计定型鉴定会认为,接近国外七十年代同类型仪器的水平,为我国生产该类仪器填补了空白。
获1978年全国科学大会奖状及中国科学院重大成科技果奖。
技术转交两个企业。与天津光学仪器厂协作试制成YG-2型,部分指标达到国际水平。
获1979年科学院重大科技成果二等奖。 ( 林波海 )
流式细胞光度计 FC-1型
用途
在生命科学和临床医学上广泛应用。
性能指标
分析速度:5000细胞/分;分析样品尺寸:0.3~40微米;荧光检测范围:300~800毫微米;
测定参数:红色荧光,绿色荧光,前向光散射,90度光散射。
氩离子激光器功率:2瓦;
数据采集方式:单参数,双参数,列表方式;定时或定数。
图形显示:单参数直方图,双参数点图及立体图,4个单参数点或6个双参数点同时显示等。
数据处理:细胞周期分析,CV值,参数比,坐标变换,曲线平滑等。
评价推广
1990年中国科学院生物局组织鉴定会。
1992年中国科学院科技进步二等奖。
1994年国家科委批准为国家级科技成果重点推广计划项目。 ( 林波海 )
荧光漂白恢复装置



显微荧光的动态测量设备,用于测量单个细胞膜上或细胞质内的分子的整体运动。在照射点的荧光标记分子被分解后,该处的荧光恢复,反映出周围生物大分子的侧向运动状况。
激光束的束腰半径1.5微米。测荧光时可用斩光器斩光,以减少光照时间。
用微计算机控制和采集数据。
由强漂白光结束至荧光测量起始之间的“死时间”可缩短到20ms,提高了测量范围和准确性。文献未见与此类似报导。
多光点分析功能,可以由计算机自动控制、测量及采集数据。
偏振荧光漂白恢复(pFPR)技术,实现“正交检测”。在样品的同一点上,同时得到两种方式(漂白光偏振方向和监测光偏振方向相互垂直或平行)的荧光恢复曲线。 
              ( 江丕栋 )
微弱发光测量仪 BPCL型 BJL型
发光分析是一项新的高灵敏分析技术。生物发光和化学发光分析技术应用于细胞生物学、分子生物学研究,检测环境及食品、药品、化妆品等的病原体及其毒素或有害物质残留,生物传感器,脂质过氧化物检测及药物筛选等方面。广泛应用于化学、生物、医学、农业、食品、环保等领域。
性能指标:
灵敏度高,探测面积大。灵敏度可达10 -15~10-16 W/cm2。测光窗口面积达12cm2。
大样品室:14×14×10cm3 ,可以装入各种化学发光反应池;甚至小动物或植株。
量程覆盖五个量级,自动转换。
配备校准光源。八小时,计数相对标准偏差<1.5%。
样品杯温度可以控制在±1℃之内,〔室温至45℃〕。
数据采集和处理分析已实现微机化;有与微机接口和软件。
可测量发光动力学曲线。可对数据文件进行自动批处理。
可选件:测量光谱特性的干涉滤光片十片,400nm~640nm,间隔20~30nm,半宽度12nm, 535nm透过率70~80%。
评价及推广:
实用新型专利 (ZL96241369.0)。
小量生产,推广内地20省市,台湾,香港;及美国,德国,韩国,加拿大,马来西亚,日本等国。 ( 张仲伦 )
激光时间分辨荧光谱仪
以NSY-1型毫微秒荧光谱仪与皮秒脉冲激光器配接,研制成激光时间分辨荧光谱仪。
时间分辨:优于100皮秒;光脉冲重复频率:400,800kHz;脉冲光强:4×10 15光子/脉冲。
比NSY-1提高采样速率10倍,光强提高10 8倍;扩展了激发光的波长范围。
1993年2月完成。1995年增加了各项异性弛豫测量功能。
1998年为生物物理研究所生物大分子国家重点实验室及化学所分子动态和稳态结构国家重点实验室组装激光时间分辨荧光谱仪各一台。时间分辨率优于20皮秒。 
              ( 彭程航 )
生物物理所 CL-60型制备超速离心机



用途
适用于生物学,医学,制药等领域的物质的分离,纯化和精制。
性能
Al和Ti合金转子。8×10ml。
最高转速60,000转/分(260000×g)
与北京医疗仪器修理厂协作,研制成CL-60型制备超速离心机。
评价
中国科学院3局召开6万转/分超速制备离心机实验装置研讨会,1975年3月。
通过CL-60型制备超速离心机设计定型鉴定会,北京市仪器仪表局与中国科学院3局召开,1977 年12月。
全国科学大会奖状(1978年),中国科学院重大科技成果奖(1978年)。
推广
技术资料向北京、四川、吉林等省市的企业推广,制造了近十余台。打破了外国的封锁。 ( 超速离心机研制组 )
微量台式高速冷冻离心机 WTGL-14L型



用途
适用于生物学、医学等研究领域。
性能
转速、温度、时间均采用集成电路控制和数字显示。
红外光测速,采集速度约0.6秒,精确度高、性能控制稳定。
转速 连续可调,最高14000转/分;
最大离心加速度 15000×G;最大容量1.5ml×18, 5ml×12。
中国科学院生物物理研究所科生技术服务公司生产。
生物物理所 自动核磁共振磁场测量仪
用途
用于精确测量磁场强度的科研和生产领域。在顺磁共振(EPR)波谱学中,精确测定磁场强度,有利于对波谱进行定量分析。
性能指标
采用核磁共振(NMR)原理测场。获得很高精度(达10 –6数量级),重复性好,不须校正,可进行绝对测量。
有搜索、锁定、跟踪和数字显示磁场强度等自动功能,随时给出扫描磁场数值,在EPR波谱曲线上做出强度标记。广泛应用于数百到2万高斯中等磁场强度的精确测量。(1982年研制成功)。
测场范围:0.5~8kG(可扩展至20kG); 跟踪速度:0.5kG/min(0.5~1kG时),0.8kG/min(1~8kG时);相对测量精度:2×10–7 
              或ΔH≤10mG(H0=3300G时); 绝对测量精度:好于1×10–5;稳定性:4×10–7/9小时(H0=3300G时)。
评价
国际先进水平,国内首创,论文被中国仪器仪表学会推选参加第二届中法双边科学仪器学术交流会。在《电测与仪表》上的论文被评为优秀论文。(在27年共3121篇论文中,中选率1.6%)。 
              ( 万谦 )
亚磁空间多功能实验系统



补偿式亚磁空间多功能实验系统可用于在地面模拟太空零磁空间,进行生物效应的观察和研究。
补偿式零磁空间由直径分别为2.01m、1.80m和1.61m的3对亥姆霍兹线圈相互正交而成,工作电流分别由GP型高精度稳流电源提供,输出电压的稳波系数≤1‰(P~P),在输出10~100%的范围内8小时稳定度优于万分之一。
内置式HJ-LC112型智能化多功能实验箱:
箱体和内部结构为非铁磁性材料;
外径100cm×75cm×70cm;
温控范围20℃~40℃,精度0.1℃;
湿度可控范围40%~80%。
超过设定的警戒温度自动报警,通风和光照任意。
内置孵化架和自动翻转系统,翻转倾角±45o,定时间隔2h。
箱内中央空间(66.0cm×40.0cm×28.3cm)的剩余磁场强度约为100~1000nT,约为地磁场的0.2~2.0%。(2000~2003) 
              (蒋锦昌)
连续切片的计算机三维重建装置



用微型计算机小系统,可对生物组织连续切片或其它物体序列断面,进行三维重建。
开展了多种显示法的研究并形成了相应的软件。其中有:轮廓线立体图对法,灰度阴影法,透镜板立体显示法,灰度阴影立体图对法等。灰度阴影法具有体视感,可达到立体摄影效果,后者是创新。
从重建的结果中,可定量计算和分析,软切,动画。有多种输入输出手段(图形板、摄像等输入,打印、绘图、屏幕摄影、录像等输出)。
专家鉴定:达到国外八十年代先进水平。国内尚未见到这样水平的同类工作。



中国科学院科技进步三等奖。(1987年)
利用本系统对多种生物样品实现三维重建和立体显示:白暨豚、江豚的内耳的螺旋神经节、听核等;蛙、蛤蚧、鸽等的视觉次级中枢;古植物种子化石;人的内耳的结构;中风失语症患者脑断层照片等。并对形态学参量进行了测量和计算。 
              ( 王秀春 )
高速全自动图像分析仪 IMAGE90



用途
医学、钢铁、冶金、材料分析等领域,进行动态分析、实时分析、细胞分析、金相分析、粒度分析、高能物理研究、集成电路检测等。
主要性能
全部算法均由硬件实现,图象处理及测量速度大大提高。可实现全自动的目标分析。
采用多层板和大规模集成电路。
能提供近200种数学形态学的处理功能。
图象采集:实时采集512×512×6位图象。
图象存储器:256×256时,可存放20帧8位的灰值图象。512×512时,可存放5帧8位的灰值图象。
测量:测量物体的面积、周长、连通数。在256×256时是6.5ms。在512×512时是26ms。
评价
中国科学院科技进步三等奖(1988)。
机电部,中国科学院组织“七五”攻关科技成果鉴定通过,1990年。 ( 陈传涓,傅培云 )
心理和生理视觉研究用图象合成器
用途
产生各种静止的、运动的光栅图形,满足视觉心理、生理研究工作所需的复杂刺激图形的要求。
性能
在阴极射线示波器屏上产生各种图形:
静止的光栅图形,诸如正弦光栅、方波光栅、以及圆斑、圆环、亮条等;
能产生具有一定方向和运动的光栅;
有窗口分割功能,可在窗口内外产生不同的光栅图形;可产生运动的或闪现的圆斑、圆环、亮条等。
可由面板操作,或由计算机控制。
应用
心理和生理视觉研究用的图象合成器满足了视觉生理研究工作的需要,1987年起在中科院视觉信息加工重点实验室使用,反应较好。 ( 
              王翔 )
加样器



微量可调移液管
    微量可调移液管系列由三支组成,提供从10μl~100μl容积范围。
可调连续加样器
    提供连续加样的条件。
    容量范围:200~1000μl。
8管可调加样器
    适用于96孔微型滴定板。容量范围:40~200μl。
微量步进加样器
    与微量注射器配套使用。
液管泵:取代吸水球,配带刻度吸管操作液体。
1978年开始研制,1980年5月鉴定通过。生物物理所科技成果四等奖。(1980)
生物物理所科龙仪器厂小批量生产。
在庆祝贝时璋先生百岁寿辰暨生物物理所建所45周年之际,我想到了许多。生物物理所在贝老及几位继任所长的领导下,走过了一段不平凡的道路,取得了不少的成绩。下面联系自己的工作经历,谈一些生物工程技术方面的体会。
贝老历来提倡多学科交叉发展的方针,历来重视生物工程技术在生物物理学研究中的作用,并要面向国家经济建设和国家重大需求而充分发挥作用。在贝老的倡导、组织与支持下,我所成立了生物工程技术研究室(四室)。在此后将近二十年的时间里,我所的技术研究工作出现了前所未有的良好局面。在室领导的组织与协调下,室内各组围绕国家和所里科研工作的需要,并根据各自的专业方向,主攻几个技术课题。经过大家的努力,各组都先后完成了研制任务。这些科学仪器在科研工作中发挥了重要作用。许多仪器的研制填补了国内空白,或是国内首创,某些仪器是当时的国际先进水平。研制后许多仪器推广到国内相关厂家进行生产。许多课题还获得了中科院重大科技成果奖、科技进步奖和全国科学大会奖等,为我国科学仪器技术的发展做出了贡献,也为生物物理所争得了荣誉。我们组研制的细胞光度计、光散射仪、荧光分光光度计和流式细胞仪等,也都是根据所里的需要而进行的。研制成细胞光度计后,很快就被用于细胞内各种物质成分的定量测定,研制成的光散射仪被用于线粒体研究和蝴蝶翅膀光学特性的研究等。荧光分光光度计和流式细胞仪研制后也得到了推广和应用,并分别获中科院科技成果二等奖、科技进步二等奖和全国科学大会奖,对所里的科研工作起到了很好的促进作用。
贝老把生物工程技术作为生物物理学的一个组成部分,关心技术工作,关心年青人的成长。我刚来所不久,贝老就约我到他的办公室,亲自向我介绍所里的情况,鼓励我好好工作,为所里多做贡献。虽然当时所里没现在人多,但贝老能在百忙中抽出时间,亲自约见年青人,说明贝老工作的仔细及对年轻人寄予的厚望。贝老的谆谆教导,使我终身受益。许多老科学家同样也很重视技术工作,如贝老的学生施履吉先生,他虽是学生物学出身,但却很重视技术工作,对光学、机械乃至电子学都了解甚深。当年他从美国回国时还带回来一大批仪器的零部件,让我们要保管好,说以后会有用的,还约我们到他家里,介绍许多技术方面的英文书,要我们好好看,说科学离不开技术。施先生的这些技术背景在他的科研生涯中也发挥了巨大的作用。
国外的科学家同样也认识到技术进步的重要性,认识到没有创新的技术方法和手段,很难做出一流的工作。以前我在美国Brookhaven国家实验室生物系进修时,我的老板就很重视技术,他购买了一些现有的设备,再自己动手并找技术员帮忙设计零部件和电子学线路,组装了圆二色谱仪,磁圆二色谱仪,纳秒时间分辨荧光光谱仪和凝胶电泳快速定量分析装置等。这些仪器从外表上看虽不如商品仪器的好,但其技术指标却是很先进的,有些指标在当时是别人尚未达到的,如圆二色谱仪的光谱测定范围可达到远真空紫外的160纳米,这是商品仪器达不到的。而凝胶电泳快速定量分析装置还被评为当年100项研发创新项目之一。我们利用这些自制的仪器设备,做出了不少有意义的工作,有些文章还刊登在Science和JBC上,这也说明技术的重要性,技术的进步推动科技创新,仪器的改进有助于做出创新的工作。
现在我所又出现了令人鼓舞的良好局面,在新一届所长的领导下,我所正积极推进研究所的改革创新,走人才强所的道路,力争取得更多一流的科研成果,争取在我所建设更多的技术平台,重视技术支撑的作用,也给从事技术工作的同志提供一个施展才能的空间。从事技术工作的同志应该抓住这个机遇,与学生物学的同志更紧密的结合,互相学习,互相渗透。了解科学家有什么新想法,对技术有什么新要求,通过努力把他们的想法变为现实,研究出新方法,新手段。自己动手改进仪器技术,创造新仪器和新技术。同时也有责任利用自己的技术专长,更好地发挥所里各种仪器设备的作用,充分利用其技术指标和各种附件的作用,提高现有仪器设备的使用率,延长其寿命,保障现有仪器设备的正常运行并处于最佳工作状态,为科研人员做出更多更准确的实验数据提供技术保证,为我所做出更多高水平的科研工作,为我所再创辉煌而努力。
40道温度巡回检测装置 H/SWJ
用途
用于巡回检测多点温度。
性能
有40道位。可全道位巡检,也可局部道位巡检和选道定点测量。
超越规定值时,定位光信号报警;语音信号提示。
有并行数据输出接口。
指标
测点容量:40道;
测量范围:0℃~150℃; 报警范围:0~150℃;
测量灵敏度:0.1℃; 报警灵敏度:1℃;
巡检速度:75mS/每道。
应用
本装置为某国防工程的使用环境而设计,也可用于恶劣工业环境。
1998年通过装备部门技术鉴定。已应用。 ( 景忠 )
在庆祝贝时璋先生百年华诞暨生物物理所建所45周年之际,回忆我所仪器技术研究的发展和变迁,我深深地体会到贝时璋先生作为生物物理所创建者所具有的渊博学识和敏锐眼光,以及平易近人的领导作风。45年来在贝老学术思想指导下,生物物理仪器技术研究工作取得的成绩是有目共睹的。现在仅就顺磁共振波谱技术在生物物理所的发展历程谈谈个人的一点体会。
电子顺磁共振(EPR),或称电子自旋共振(ESR)是根据在磁场中的顺磁性物质吸收电磁波辐射能量产生自旋能级跃迁的物理现象而对物质进行测量分析的一种先进技术方法。它是研究分子结构和运动,分析和鉴别自由基、过渡金属离子和稀土离子的有力工具。EPR波谱技术是生物物理所科研工作的重要支撑技术之一。40多年来为我所的科研做出了积极的贡献。EPR波谱技术和应用研究在我所从无到有,形成一支技术力量,取得了一系列科研成果,始终是和贝时璋先生的关怀和领导以及其它所领导的组织和支持分不开的。
贝时璋先生多次强调生物物理学是一门交叉学科,物理、生物和工程技术人员要相互渗透,相互学习,科研和技术工作要紧密结合。由于顺磁共振技术在研究生物自由基中的重要性,在当时国家“技6”任务中就包括了顺磁共振波谱仪研制项目。在所领导的大力支持和同志们的积极工作下,我们于1962年研制成功了电子管式顺磁共振波谱仪,技术指标达到当时同类型仪器水平。及时地为当时留学归国人员进行辐射损伤原发自由基反应过程研究创造了条件,受到所里多次表扬。我所是国内较早开展自由基在辐射损伤中的作用研究的单位之一。此研究受到了同行的重视,也为以后顺磁共振波谱技术应用研究的开展打下了初步基础。
在70年代生物自由基研究的重要性普遍受到重视。老的仪器已不能满足需要。这时在贝时璋先生的领导下决定重新开始在更高的起点上开展EPR仪器技术研究工作。我们根据生物学研究的特点,特别是生物样品一般都是含水的特点,以提高仪器灵敏度(包括测量含水样品的灵敏度)为主要奋斗目标。在当时的条件下,全部采用国产元器件。在设计上着重于减少仪器噪声,提高信号电平,精心挑选元器件,有时对关键元器件要从大量器件中进行筛选。当时全组最多时有10个人。大家本着为科研服务,为基础研究提供新的仪器技术的精神,团结一致,有问题共同讨论,互相帮助。同时也得到了所办工厂的大力支持,解决了精加工问题。到1976年完成总装和总调,仪器正常运转,随即投入使用,并根据实际使用中提出的要求,不断地对仪器作出若干重大改进。至1979年我们研制成功了固体器件化高灵敏度404型电子自旋共振波谱仪。1979年11月中国科学院组织专家鉴定会,获得与会专家一致好评。1980年获得中国科学院重大科技成果奖一等奖。贝时璋先生亲自参加鉴定会并致开幕词,使我们受到极大的鼓舞。
鉴定会之后,仪器即正式投入测试服务,解决了当时科研急需,促进了我所的EPR应用研究开展;并使得一些新的EPR技术方法,例如自旋标记技术、自旋捕集技术,在我所得到应用和推广。由于所外许多单位要求使用仪器,所内的几个课题组又纷纷要求安排更多机时,因此只得由业务处协调,排队使用。我们也经常加班为用户测量。但仍很难满足所内众多用户对机时的要求。这样受到欢迎,也许在自制仪器中是不多见的。
仪器主要应用于以下研究测量工作中:辐射生物学、光生物物理学、癌变机理、生物膜的结构和功能、核酸和蛋白质的结构;水稻、玉米和小麦等作物品种筛选;土壤、矿物、玻璃、半导体材料;地质、考古样品等测定;心肌缺血再灌损伤;细胞膜蛋白的生物物理特性、自由基和天然抗氧化剂等等研究工作。
根据1985年初不完全统计:自1978年起404型仪器先后为本所14个科研课题和约20多个外单位提供了测试服务,累计使用机时达10,000小时以上。仅所内有关课题使用这台仪器的测试数据发表的科研论文有54篇,共参加全国性学术会议12次,国际学术会议3次。取得8项科研成果,获所级奖7项,院级奖1项。培养研究生10名,外单位进修人员4名。
在完成404型EPR波谱仪的研制后,为了进一步扩展仪器功能和波谱解析精度,满足用户要求,我们又在1982年研制成功了自动核磁共振磁场测量仪,将磁场测量精度提高到10– 
              6数量级。同时研制成功低温变温装置,能够控制样品温度,满足用户的实验要求。
当时我们也积极联系投产,可惜因为工厂都考虑到EPR波谱仪是一种大型精密仪器,技术要求高,难度大,在国内产量有限,资金周转困难。特别是当时教育部利用联合国贷款,各高校一举进口了10多台国外仪器,相对来说用户减少等种种原因,故投产未能实现。
在1983年前后科学院决定出资金进口EPR仪器,供京区单位公用。当时院里考虑到生物物理所有一批搞EPR仪器技术和应用研究的人员,特别是有研制成404型电子自旋共振波谱仪的经验,所以决定将进口仪器放在生物物理所。我们本着为科研服务的精神,与科研人员一起讨论,根据生命科学研究特点选择了仪器类型和附件种类。这样就订购了一台美国Varian公司生产的E 
              - 109型EPR波谱仪和一台西德Bruker公司生产的ER-200D型EPR波谱仪。1985年我们完成了两台进口EPR波谱仪的接机准备、安装调试工作,仪器投入正常运行。至此我所成为国内EPR仪器设备较完善、技术力量较强和EPR应用科研成果较多的单位之一。
两台进口仪器投入使用,据不完全统计,从1985年到1993年,仪器累计使用机时多达27,000多小时,我们先后为院内17个单位,上百个研究项目提供了良好的测试服务(其中本所有14个课题组约50多个研究项目)。同时还接待了全国18个省市至少70个单位的样品测试分析任务,产生了良好的社会影响和较好的科研效益。产生的科研成果,仅就我所不完全统计,以EPR为最主要的或重要的研究手段的科研项目累计在国内外核心刊物上发表论文300多篇;专著两部和发明专利3项;获得国家自然科学奖1项,院部级科技进步奖、自然科学奖9项;培养硕士生20名,博士生22名,博士后4名。顺磁组也连续7年(1985 
              ~ 1991年)被评为院大型精密仪器管理及协作共用先进单位。当时顺磁组承担的EPR测试分析任务涉及8个国家或院里的重大、重点项目中所包括的大约30个子课题和项目,以及几个一般自然科学基金课题。
随着研究工作的深入,用户对测量精度和波谱解析的要求更高。上世纪八十年代进口的EPR波谱仪虽然一般都配备有计算机数据系统,数据处理能力太小,运行速度很慢,而且维修和升级十分困难。特别是Varian公司EPR波谱仪早已停产。因此要靠国外订货为这批老的EPR波谱仪更新数据系统是十分困难的。为充分发挥这类EPR仪器的作用,扩展仪器功能、延长仪器的使用期限,我们转入EPR数据系统研究。在院计划局和生物物理所有关领导支持下,研制成功BPS型EPR数据系统,对生物物理所2台,兰州大学1台,复旦大学1台,上海有机所1台,共5台Varian和Bruker 
              EPR波谱仪的数据系统进行了升级改造,均已投入使用。我们采用流行的PC微机系统,高速数据采集卡;全部接口和程序自行设计和编制,易于升级、维护和操作。并且在磁场控制和校准、 
              g - 因子标定等方面有所创新。其性能指标比原专用机数据系统有较大提高,节省了经费,扩大了仪器用途,提高了数据处理能力。
多年的工作使我深刻地体会:科研创新必须有先进的仪器技术支撑,而仪器技术的发展则来源于从科研实践中提出的更高、更新的要求。科研和仪器技术相互促进。科研人员和技术人员必须紧密结合,互相渗透、互相学习。技术人员要牢固树立为科研服务,为社会服务的精神。而一个大的仪器技术项目的实施则必须有领导的重视和各方面的支持,以及同志间的团结合作精神。在新一届所长的领导下,一定会总结我所多年来仪器技术发展的经验教训,使生命科学仪器技术发展到一个新水平。
三十岁以上的人都会记得,七十年代至八十年代初,看电影时,在放映正片之前会有一些新闻和科普短片。当时看电影是人们的主要娱乐方式,所以我看过许多科普短片,懵懂孩童是记不起那些具体内容了,但有几个画面在我脑海里却留下了深刻的印象:一位矍铄的老人,一台显微镜,以及显微镜下的细胞,还有一个名词:细胞重建。
九十年代,我有幸参观了贝时璋先生的实验室,和贝老的一位学生聊起这部科普片,他肯定那位科学家就是贝老。我很惊奇,难道是他把我引入科学殿堂?转眼间,我在贝老创建的生物物理所学习工作了十余年,在经历了国家和科学院科技政策和体制的改革后,由衷地敬佩贝老的高瞻远瞩,不愧为一代宗师,具有远见卓识的科学巨匠。
随着科学的飞速发展,学科越分越细,研究越是深入,专业性就越强,一个人穷其一生也许都不能解决某一研究领域中的一个问题。当代科技发展的前沿、热点问题,很多属于交叉科学,因此一个重大科技问题的解决,绝不是一两个科学家就能办到的,需要各个学科的科学家紧密合作、协同攻关。一个杰出科学家不仅要有广博的知识,还必须有知识结构合理的合作队伍和合作伙伴。贝老在建所伊始,就强调大科学的观点,不拘一格,吸纳人才。使得生物物理所各类专业人才具备,学科交叉发展,极大地推动了我国生物物理学科领域的发展,确立了我所在生命科学研究领域的领先地位,迎来了生物物理所的辉煌开局。
科学技术是第一生产力。科学技术的进步比以往任何时候对社会进步、经济发展的推动作用都大。科技工作者的工作经费许多是纳税人的钱,所以科研的目的不应当再是仅仅满足个人的好奇心,特别是在还不富裕的我国。科技工作者只有将自己的工作和国家科技发展目标、国家重大需求、社会和经济发展相结合,才能得到社会的承认,才能得到国家大力支持,才能促进研究工作和研究队伍的发展。在生物物理所45年发展的历程中,在最辉煌的历史时期,总可以看到生物物理所在国家重大任务中活跃的身影:国家核发展计划、航天计划,奠定了我国放射生物学、空间生物学、核辐射检测技术的基础。回顾这一段令生物物理所人自豪的历史,我们不能不敬佩贝老作为一位大科学家的社会责任感和使命感。
生命科学是一门研究生命活动规律及其物质基础的学科,目前是科学界最活跃、发展最快的科学,而且是一门实验科学。在人类探索生命奥秘的历史进程中,往往由于某些新仪器或新技术的出现而揭开了生物学上的新篇章。显微镜、扫描隧道显微镜、质谱技术、CT断层扫描仪、X射线物质结构分析仪、光学相衬显微术、核磁共振成像技术等等仪器技术的发明都大大增进了人们对于物理世界和生命世界的了解,推动了生命科学和物理科学的发展。据统计,在诺贝尔物理和化学奖中大约有四分之一是属于测试方法和仪器创新的。测试方法和仪器的发展,使今天的科学家不仅可以在纳米尺度观察生物分子,也可以在飞秒尺度研究生物分子的反应动力学过程。可以说,仪器技术之于生命科学研究,犹如眼睛之于人同样重要。正如一位华裔诺贝尔奖获得者所强调,从事基础研究, 
              要动手改造仪器, 否则难以得到世界水平的成就。早在58年建所时,贝老就站在科学发展的高度,鼓励技术研究人员结合生物学深入研究的需要,进行仪器技术研制和创新,指出“生物物理学的发展要有相应的技术发展来配合,对于生物物理仪器不但要仿制、改进,还要不断有新的创造”,“缺乏现代的实验手段和实验装备,即使有好的想法,工作质量和研究速度都会受到很大的影响。” 
              在贝老的领导下,我所在科学仪器研制方面取得了瞩目成就,有的处于国际领先水平。
诚然,我所仪器技术队伍的建立,有其历史背景,但贝老对仪器技术队伍的重要性,却是有相当远见和真知卓识。改革开放后,国外先进技术设备的大量涌入,极大地开阔了科研人员的眼界,但在社会上一度形成了“造船不如买船”的错误认识,有些单位竟放弃了科学仪器技术的研制工作,从而给科技发展、经济建设和国防安全带来了不利影响,我所的研究队伍也受到很大的冲击。所幸的是这种状况引起了学术界、社会和国家的重视,逐步认识到:世界正在从工业化时代进入信息化时代,而仪器是信息的源头技术;仪器及检测技术已成为促进当代生产的主流环节,仪器整体发展水平是国家综合国力的重要标志之一;科学仪器的发展和创新也应看作是我国科学发展的支柱。能不能创造高水平的新式科学仪器和设备,体现了一个民族、一个国家的创新能力,发展科学仪器设备应当视为国家战略。
现在,科学院和我所已进入知识创新的新阶段,先进的科学仪器设备既是知识创新和技术创新的前提,也是创新研究的主体内容之一和创新成就的重要体现形式。加强创新科学仪器和重大关键设备的研制和开发写进了院知识创新工程规划。新的所领导班子既重视基础研究也重视仪器技术研究的科学理念、办所方针,获得了广泛认同,这是令人鼓舞的。在一个基础科学研究所,作为一名仪器技术研究人员,对这些变化感到振奋。我没法选择出生年月,但我相信,我决不会错过下一个辉煌时期。
这是我从银幕上认识的那位老人所期待的。
贝时璋院士题词 在贝老的倡导和支持下,生物物理所在生命科学仪器方面取得了巨大的成绩,多项成果填补了国内空白,为生命科学的发展做出了重要贡献。我从事科学仪器研制工作已有10多年,正赶上我国科学仪器发展的低谷阶段,深感发展科学仪器的重要性和艰巨性。在庆贺贝老百岁诞辰之际,结合离心机研制工作谈谈自己的体会。
一、对科学仪器的重新认识
实验是自然科学的基础。科学实验过程就是用科学仪器进行测量、分析,使实验结果成为可以定量比较和精确计算的数据。科学仪器成为人类感官的延伸,是人类认识自然、改造自然必不可少的工具和基础。现代科学仪器,还是人脑和神经功能的延伸,其本身就是高科技前沿。
新仪器的发明带来研究活动的显著扩展,使人类对自然界的认识进入崭新的领域。前沿性研究更依赖于科学仪器技术。科学仪器决定了人类探索未知世界的广度和深度,进而决定了科学技术的发展水平,现代科学技术的发展首先依赖于科学仪器。诺贝尔化学奖获得者R.R.Ernst说:“现代科学的进步越来越依靠尖端仪器的发展”。
在科学前沿领域,单靠买来的仪器往往难以完成一流的工作。因为全新的学术思想是难以用成熟的技术和商品化的仪器去实现和验证的。一些先进的科学思想因为缺乏仪器来获得必要的信息和数据进行验证,常常被搁置几年甚至几十年。
科学仪器不仅仅是探索自然规律的工具,其本身就是高科技前沿。现代科学仪器既是知识创新和技术创新的前提,也是创新研究的主体内容之一和创新成就的重要体现形式,标志着国家创新能力和科学技术发展的水平,牵涉国家的可持续发展。
振兴科学仪器事业是个战略问题,绝不能用急功近利的思想看待它。多年来对科学仪器的忽视,使我国科学仪器事业处于危机困境中。虽然现在我国科学仪器事业还比较落后,不能为基础科研提供优良的仪器设备,但是,如果我们现在还不重视发展我们的科学仪器事业,那么我们将永远不可能研制出世界水平的科学仪器,我国“科教兴国”战略势必受到严重影响,从这个意义上说振兴科学仪器已经刻不容缓了。
二、离心机技术大有可为
离心机作为物质的分离、提取与精制的科学仪器,是科研、临床及生产的必备设备。我国一直非常重视离心机的国产化,我所离心机技术人员分别承担了“六五”、“九五”离心机专题,取得了系列成果。1965年中国第1台实用13000转/分高速离心机研制成功。70年代研制成直接驱动的18000转/分高速离心机。1977年中国第1台6万转/分超速离心机研制成功。70年代末我国成功地进行了多次超速离心转子破坏实验,取得了一些重要的转子安全数据。此后又进行了向工业部门推广的工作,开发或生产了几种高速和台式冷冻离心机。1999年高性能离心机DLB-7和GLB-24型离心机实现了国产离心机变频电机直接驱动,电器控制从模拟技术向数字技术的转变,实现了国产离心机通用技术的更新换代,机器性能指标与国外先进水平相当。这些成果向北京、四川、武汉、图们、长沙等地企业的推广,使我国从无到有形成了离心机产业。
我国离心机市场巨大,离心机工业与国外先进水平相比有很大差距,目前只能生产低速和部分高速离心机。美国的BECKMAN公司、KENDRO公司和日本的HITACHI公司在离心机技术方面遥遥领先,成为世界离心机的主要制造商,他们垄断着中高档离心机市场。为进一步扩大市场占有率,近些年开始争夺中低档离心机市场,我国离心机产业如果得不到技术上强有力的支持会处于更加被动的地位。我所的离心机研制队伍较系统地掌握了离心机技术,如果得到国家的支持,结合合理的运行机制,我们就有可能整体提升国产离心机的品质,改变我国离心机产业落后的局面。
我国离心机产业的潜力是很大的。为发展我国离心机产业,建议首先做以下几点。1)离心机企业应以提高产品的可靠性为目标,守住自己的阵地。2)加强仪器开发同生产结合的机制。3)集中资金支持,解决技术瓶颈。
影响我国离心机产业进一步发展的技术障碍是转子安全和寿命。如果这个问题不解决,我国离心机只能在低转速下徘徊。我所离心机研制工作曾经在1978—1981年期间作了多种转子的破坏实验,积累了重要的数据和实际经验。在“九五”离心机专题研究中利用有限元方法对转子作了强度分析,在理论和实践上已系统地掌握了转子安全数据的建立方法,如果能得到进一步支持,我们有能力取得转子安全数据,解决困扰离心机行业的技术瓶颈。这个问题解决后,我们就有能力研制出安全可靠的国产超速离心机,整体提高国产离心机现有的技术水平,保证国产离心机更具有竞争力。
我国的离心机产业面临严峻的挑战。但是如能合理组织技术资源,采取有利的运行机制,集中资金,合理部署,我国的离心机技术及产业的发展是大有希望的。
HDD系列心电多相信息鉴别诊断仪



用途
冠心病的定性分析和鉴别诊断。
通过信号处理技术对病人的心电信号进行全自动实时采集和分析,配有结合临床的专家系统,为冠心病的早期诊断提供了一种新的手段。
性能
2导心电信号的自动采集、无笔描记、存储、回放及处理。
输入阻抗 >5兆欧,共模抑制比 >90分贝, 时间常数约3.2秒。
息丰富,每秒采样100次, 总数据点为12000个,从数量上远超过常规心电图。
对心电数据进行时域、频域和幅域的多相信息综合分析。在此基础上,结合典型临床病例,根据计算机化、自动化的专家系统对冠心病做出早期鉴别诊断。
抗干扰能力强,无须屏蔽。
产品系列:HDD-1,HDD-2,HDD-3。
评价及推广
应用微电子技术、计算机技术、信号处理技术和封根泉提出的多相信息鉴别诊断方法实现冠心病的早期鉴别诊断,是一种创新的产品。
北京科龙生物医学技术总公司(生物物理研究所主办)开发生产。
获1989年北京新技术开发区优秀科技成果奖、拳头产品奖,1990年生物物理所科技成果一等奖, 90年国家级新产品。
ZS-2型板式酶标仪



利用酶联免疫反应分析方法,用于测量血液及其它体液中的极微量物质。
是有12道垂直光路的滤光片式光度计,采用终点法对96孔微孔板中的液体进行吸光度测量。
可用96、48、12孔的微孔酶标板。同时可测量12个孔。
由单片微机控制。酶标板可自动进入、推出。可双波长交替测量。判读、计算浓度及输出结果实现自动化。每板测量时间不大于60秒。
汉字显示及打印输出测量条件与结果。报告方式:原始数据;吸收值;阈值;定值报告。可用RS-232接口与计算机相连接。
波长范围:400~700nm。滤光片:450,492,595,650;±5nm。
吸光度范围:0~2.5A。分辨率:0.001A。
重复性:0.01A。
稳定性,吸光度变化小于0.005/5分钟。
1992年完成初样。
与航空航天总公司第二研究院迈进公司合作进行中试,1994年由北京市医药总公司主持通过医疗器械新产品鉴定。认为:属国内先进水平;主要性能指标达到国际同类仪器八十年代末的水平。获医疗器械新产品批准号。
1994年由航空航天总公司第二研究院二八三厂投入批量生产。 ( 傅世密 )
MEEG系列实时动态心脑电图仪



用微电子技术、计算机技术、神经元网络模型、现代谱分析方法、计算机成像技术,对脑电信号进行全自动实时采集,并以各种图谱、图表、图形和图像等方式给出定位、定量分析结果。集脑电图、心电图和脑电地形图的功能于一体。
用途
颅内器质性病变的定位诊断;脑功能异常或变化的检查分析;脑科学研究。
功能
8导、16导脑电和18导(包括2导心电)、21导(包括2导心电)脑电心电自动采集和无笔描记,同时计算并同屏显示瞬时心率和动态脑电地形图,定量、定位、直观。
头皮阻抗自动测试,增益软件自动校正,棘波、尖波自动识别,单、双极导联自动转换。
数字滤波,闪光刺激,连续回放,导联重建。
FFT快速富立叶变换和AR参数模型方法分别处理长、短时脑电数据,以提取稳态病变信息和瞬态异常信息。给出多种定量分析结果:功率谱参数、百分指数图、静态和动态地形图、三维功率谱阵图。



产品系列:北京科龙生物医学技术总公司(生物物理研究所主办)
各型号产品(包括放大器)批量生产。
性能
抗干扰能力强,无须屏蔽。主要技术指标达到当时国外进口同类产品的先进水平:噪声(P-P) <3mv,共模抑制比> 105dB,50周抑制>25dB。应用神经元网络模型实现单、双极导联数据的高精度快速转换,优于机械开关、电子开关及其它计算方法;应用AR参数模型方法实现了瞬态脑电信号的处理分析。后二点为当时国内外同类产品所没有。
评价
1991年完成,1992年鉴定。获“中国科学院生物物理研究所重要成果二等奖”(1993),“国家级科技成果重点推广计划证书”(国家科委,1994),“国家级新产品”(国家经贸委,1995),“国家科技成果证书”(国家科委,1996)。
京医械准字(96)第0221040号。
半自动生化分析仪〔ZS-1A型,ZS-3型〕



用途
适用于医疗部门进行临床生化项目和部分免疫项目的定量测定
性能指标
ZS-1A型半自动生化分析仪
光源: 卤素灯 12V/20W。
单色器: 波长自动扫描单色器,全息光栅。
波长范围:330~700纳米,波长自动扫描定位。
吸光度范围:-0.3至2.8吸光度。
温度控制:25℃;30℃;37℃;精度±0.1℃。
测量方法:吸光度,动力学法,两点法,终点法,透射比浊法(用于免疫测量)。
流动比色池容量:32微升。
最小进样量:350微升(用户可自行设定)
程序用量:机内预编23个生化测试常用程序。用户自编37个程序。



ZS-3型半自动生化分析仪
光源: 石英卤素灯6V/10W;
分光系统: 干涉滤光片组。(340,405,510,546,578,630纳米)
吸光度范围: -0.47至3.0吸光度。
分辨率:0.1毫吸光度。
线性误差: 2吸光度以内小于1%,1吸光度以内小于0.5%。
温度控制: 25℃、30℃、37℃精度±0.2℃准确度0.2℃。
测量方法: 吸光度法;动力学法;两点法;终点法;透射比浊法。
流动比色池容量:32微升。
测试程序:机内预编23个常用程序。用户自编测试程序,全中文提示, PC机控制。
评价及效益
2000年获北京医药管理局医疗器械准字号注册(京药器械(准)字00第240101号)。
北京中生生物工程高技术公司(现中生北控生物科技股份有限公司)开发生产。
钟罩型盖革计数管
低水平β放射性测量装置及低本底计数管(全国工业新产品展览会三等奖,1964)
JC-α,β放射性微尘监测报警仪
空气β放射性污染连续监察及时报警装置
β放射性气溶胶连续监测仪
FWJ-II型β放射性微尘连续监测仪(全国科学大会奖状,院重大科技成果奖,1978)
H/FFJ-89型β放射性气溶胶连续监测仪(院科技进步二等奖,1990)
改进的H/FFJ-89型气溶胶探测装置
弱放射性β污水连续监测装置(全国科学大会奖状,院重大科技成果奖,1978)
自动液体闪烁谱仪 
                YS-1(全国科学大会奖状、院重大科技成果奖,1978)
自动液体闪烁谱仪 
                YS-2系列,YS-3(院重大科技成果二等奖,1979、天津市科技成果奖,1979)
DYS-1型低本底液体闪烁计数器
DYS-2型低本底液体闪烁计数器(院重大科技成果二等奖,1982)
低本底液闪 
                DYS-3,84,86,88,92(院科技进步三等奖,1986)
强钴源辐照室照射装置(所科技成果四等奖,1981)
人体全身辐射计数器(所科技成果四等奖,1980)
热释发光剂量仪(所科技成果四等奖,1980)
高剂量测量剂量计(核工业部科技成果三等奖,1986)
快中子剂量测量系统
晶溶发光剂量仪
环境电磁场监视仪
北京1型 
                顺磁共振波谱仪
电子自旋共振波谱仪 
                404型(院重大科技成果一等奖,1979)
电子顺磁共振波谱仪数据系统
细胞光度计
光散射仪
显微分光光度计 
                XFG-01(院重大科技成果二等奖,1983)
荧光分光光度计 
                YG-1(全国科学大会奖状,院重大科技成果奖,1978)
荧光分光光度计 
                YG-2(院重大科技成果二等奖1979)
微秒级闪光光解装置
毫微秒荧光谱仪(院科技进步三等奖,1992)
流式细胞光度计 
                FC-1(院科技进步二等奖,1992)
荧光漂白恢复装置
高灵敏单光子计数超弱发光测量系统
BPCL型微弱发光测量仪 
                BPCL BJL
荧光计 
                SFY-1
激光时间分辨荧光谱仪
500W氙灯电源(所科技成果四等奖,1980)
自动核磁共振磁场测量仪
连续切片的计算机三维重建装置(院科技进步三等奖,1987)
高速全自动图像分析仪 
                IMAGE90(院科技进步三等奖,1988)
生物膜电参数测量仪
数字预置式微电极推进器(所科技成果四等奖,1981)
用于离子电泳的可控恒流源系统
声光刺激器(所科技成果四等奖,1982)
条纹图像发生器
心理和生理视觉研究用图象合成器
微机化多功能伪随机点立体图对发生器
微机化高帧频条纹及伪随机块立体图象发生器
微机化可编程控制器
生物电生理信号采集卡及计算机数据显示分析
可编程锁相信号发生器
SJ-01型动物活动度数字记录仪
动物行迹记录仪
亚磁空间多功能实验系统
紫外可见光光度计酶动力学研究微计算机分析系统
激光喇曼仪计算机化改造及新式快速样品切换装置实现准双通道测量
高速基因枪JQ-700
加样器(所科技成果四等奖,1980)
旋转蒸发器
水循环真空泵
值此贝老百年华诞暨生物物理所建所45周年之际,由衷祝愿贝老续写生命的奇迹,期望研究所更加兴旺发达。作为普通一员,在伴随生物物理所走过的38年中,亲历和目睹了我所仪器技术的发展和变化。今天,面对新世纪科学技术在国家发展中肩负的重任,面对当今进口仪器技术对我们的无情冲击,面对我所仪器技术发展中存在的问题,我们应该冷静思考,认真总结,展望未来。
回忆生物物理所仪器技术发展的历程,我想用三句话来概括:成果累累,人才济济,然而也不无许多遗憾。我所历年来在技术研究和仪器研制方面取得的成绩是有目共睹的,我所曾拥有一支专业配套全、综合实力强的技术队伍也是为其它学科领域所称羡的。多年来,生物物理研究所根据国家任务和生物学基础研究的需要,自己动手,自力更生,建立了多种技术,研制成功几十种大、中、小型仪器和多种元器件,如辐射测量和环境辐射监测技术、生物遥测技术、电子自旋共振波谱仪、离心机、全自动化及低本底液体闪烁谱仪等。大多数是国内空白或首创,某些达到当时的国际先进水平,不少获得国家、中科院和各部门、省市的科技成果奖励。据截止到90年代的统计,共获全国科学大会奖状5种, 
       中科院重大科技成果奖7项,中科院院重大科技成果一等奖1项、二等奖4项, 院科技进步奖二等3项、三等5项,部、省、市奖状7项。这些技术和仪器,为国防事业、国民经济和仪器工业本身做出了贡献,也对我所基础研究工作起到了一定的作用。某些技术实现了成果转化,在我所产业化的历程中也曾产生过较大的影响,如中生公司的生化分析仪、科龙公司的心脑电检测分析仪和光热治疗仪等。
饮水思源,我认为这些成绩的取得,主要归因于:1.贝老的远见卓识。从建所伊始直到现在对发展生物物理仪器技术的一贯重视与关心鼓励,以及历届领导对技术工作的支持、对技术队伍的关心。2.客观需求产生的动力。我所的仪器技术并非闭门造车,而是根据科研工作的需要、国家任务的需要、其它领域的需要、市场经济的需要来进行研制或产品化的。分析我所多年来在仪器技术上取得的70多项成果,无不是以上四大需要的启动和推动。3.技术人员的无私奉献和团队合作精神。一项技术成果的取得,离不开长期忘我的钻研,更离不开一组人精诚无私的合作,还离不开全所各个方面的大力支持。尤其是大型项目,常常是在一、二十人的协同努力、多个领域的相互配合下才能完成的。那一件件不辞辛劳、不计得失的往事至今让人难忘。正是在这样的历程中,伴随着累累成果的出现,一支技术队伍也成长起来了。
然而,在总结这些可喜的成绩之后,我们还需要认识到,在我们发展仪器技术工作中也留下了一些遗憾,我们必须在认真总结经验的基础上,提出今后我所仪器技术发展的方针和策略。比如我所仪器技术如何发展才能在研究所的整体发展中发挥应有的作用,在未来国家技术创新的大好局面中占有一席之地,这是值得我们大家来关心并各抒己见的。
1. 正确定位,明确技术研究的作用
回顾建所初期,从技术科室的建立到人员配备、工作项目,都体现了为基础科研提供技术支持与独立的技术研究及其应用并重的方针。进入文革时期,国家任务成了技术工作的主体。改革开放以后,为贯彻“一院两制”方针和适应经费体制的变化,研究所创办企业,集中了研究所相当一部分技术力量,在药品、生化试剂和仪器等方面开发产品,取得了显著的成绩。然而企业必须接受市场经济的调控,因此,创造经济效益成了主要目标,常规生产经营活动成了主要任务,技术研究在一定程度上被削弱。所以,从长远发展的角度来看,我所仪器技术工作对基础科研的作用和贡献就显得比较小。
那么,时至今日,应该如何定位仪器技术研究的作用呢?
仪器技术在生物物理所“知识创新工程”的格局中放在什么位置?起什么作用?我认为是应首先解决的问题。从生物物理所长远发展利益考虑,在我所发展仪器技术不是点缀,不是为部分人找出路,不只是搞技术服务,也不是为研究所挣钱,而是生物物理学的一个组成部分,是我所基础科研创新的需要,是我国仪器技术事业发展的需要。高水平的实验研究需要进口仪器,更应该发展我们自己的仪器技术,发展高新技术。技术方法和检测仪器的突破常常会带来基础科研的创新,这已有很多历史的先例。我所的仪器技术研究应该在今后生命科学的进展中,对创造性的科研有所作为。
其次,科学技术在国家的高速发展中俞益受到重视,高新技术在国民经济各领域的应用前景更加广阔,生物物理所应该力争占有一席之地,做出贡献。若如此定位,我所的技术工作就不仅限于维护好进口仪器,用新技术改造现有设备,还要大力开展基础性的技术研究,发展关键技术和创新技术,研制高水平的仪器。
2. 选择重点,发展优势技术
总结历史的经验,我所上百项仪器技术涉及到诸多领域,每个方面也都具备了相当的实力,获得了不少成果,许多填补了空白,有些在当时达到国际先进水平。但是,我们的力量还比较分散,有些研发工作也没能继续深入下去,而忙于应付生产等活动。最终未能形成一些优势的领域,以产生突破性的、影响大的、有创新价值的重大成果。
所以从人力、物力和影响力来考虑,我所发展仪器技术不宜全面铺开,要根据研究所发展的长远需要,根据自身的特点和已有条件,选择重点领域。紧紧围绕生命科学,充分利用生物物理的特色,发挥我所的综合优势,集中力量来开展技术研究。经过持续努力和积累,以期最终形成优势技术和关键技术,对基础科学的创新研究提供有力的支持,在国家的技术创新中发挥举足轻重的作用。也能在条件成熟时形成产品,扩大影响,甚至产生规模效益。让世界各国的人们也都花钱来买我们的技术和仪器,岂不是大快人心的好事。
3. 重建队伍,研究、技术相结合
过去,我所技术研究和仪器研制主要是靠理化、无线电、工程等技术力量,并以独立的组织形式来开展。尤其近年来,由于人员分散、离所、退休、老化、缺少新生力量,技术队伍无论从规模、综合实力、组织上都远不如前,难以形成优势力量。另外,要搞出高水平的对我所基础科研有重大影响的新技术、新仪器,光靠技术人员是不够的,应该是从事基础科研的人员和从事技术研究的人员密切结合起来,共同来解决所从事的科研课题需要的仪器技术,或者共同来把科研过程中发现的有价值的现象、原理、方法和技巧进行进一步地研究,发展新技术,研制新仪器。两类人员的交流、互补和融合将有利于产生创造性的成果,因为前者最了解需求,而且也能提供一些新的思路,不少尖端技术首先是在实验室里为解决科研需要而发明出来的。因此,可以有两种模式。一是基础课题项目中,有了需求或有了新发现,吸收一些技术人员共同开展技术研究,到了一定阶段再考虑人员和成果的转移;二是成立专门的技术研究中心,除了为研究所提供技术支持外,集中力量对研究所确定的技术项目开展研究,并实现成果转化。为此,除了已有的技术力量外,更重要的是必须引进技术人才,增加新生力量,重建起一支高素质的技术研究队伍。
4. 调整机制,解决技术发展的经费问题
建所以来,几十项成果中,转化为产品的只是少部分,如早期的放射性污水连续监测仪、放射性气溶胶连续监测仪、液体闪烁谱仪、离心机等,到后来的生化分析仪、微弱发光测量仪、心电、脑电检测分析仪、光热治疗仪等,曾因技术水平高、有应用需求而通过转让或自行转化为产品。但其中大多未能形成批量的、长期发展的产品和规模效益。原因是多方面的:经营管理、资金周转、人员离散、仪器技术本身的特点、后续技术研究和产品跟不上等等。
因此,需要建立一种行之有效的机制,一方面解决技术研究和仪器研制所面临的经费等问题,并有利于最终转化为科学效益或经济效益;一方面解决产业化长期发展所需要的技术成果的不断支持。
设想,在技术研究或仪器研制的初期阶段,除了鼓励自行或组织立项向国家有关部门、中科院等申请基金和专项经费以外,可设立研究所技术研究基金,用以支持技术研究的启动资金,如同基础研究一样,通过申报、评审得到基金支持。基金的来源可以有多种渠道:1.技术项目从由国家、中科院申请到的经费中按比例提留的部分;2.所长基金;3.以研究所名义进行的技术转让、技术入股或产品收益;4.受益课题组付出的部分经费。而当技术研究或仪器研制取得成果以后,要积极创造条件将成果推广并转化成效益。有的可有偿提供给所内外相关课题,在主要获得科学效益的同时也得到经济补偿;有的可通过转让、入股等方式来推广使用并获取更大的更长期的经济收益,同时也能不断为已有企业提供成果支持。所得经费,视初期研究所投入的多少,由研究所及原项目组按比例分配。研究所获得的部分再添加到所技术研究基金中,形成良性循环。
5. 双重评价,慎重对待技术成果转化
对技术研究和仪器研制的效益如何评估和处理,也有一个重新认识的问题,要根据具体情况,用不同的评价标准,区别对待。有的重在科学效益,只要对某项基础科研有贡献,起了关键性作用,即使推广价值不大,也应予以肯定,继续支持;有的具备推广价值,就要考虑经济效益,尽可能实现成果转化。而成果转化方式可以多种:有偿使用,有偿转让,选择合适的企业成果入股,不一定都自己办企业来使之产品化。是否要自办企业来实现成果转化和产业化,主要取决于技术成果的市场前景和所具备的条件。一个技术成果可能技术水平很高,对基础科研或某项任务起关键性作用,但未必有很大的需求量。反之,有些虽技术含量并非一流,但却有很大的市场需求。一般而言,仪器技术不同于药品、试剂、耗材,专业性强,某种仪器只在相关领域应用,其用量有限,而且使用单位买一台可用多年,更新周期长,像科龙公司生产的KS光热治疗仪几年销售1500多台的例子恐怕是极为少见的。即使在管理和发展很好的中生公司,曾经有过显著业绩的生化分析仪部分,也已止步。再把视线放开到所外,上述情况决不是个别现象,了解仪器行业的这些特殊性,只是提醒我们:在对仪器技术成果进行产业化的时候,需要实事求是、区别对待,更加慎重些。过去的经验值得考虑。总之,技术研究、仪器研制工作和仪器技术产业化既像接力赛跑,息息相关,又各有特点,要采用不同的标准去衡量和要求,用不同的方法去管理。从根本上说,前者是基础,应该是我们更加关注和大力支持的。
生物物理所走过了不平凡的45年,生物物理所的仪器技术工作也得到了很大的发展。回首过去,曾经的辉煌,凝聚了所里上上下下、方方面面多年的心血,展望前景,再创辉煌的明天,激励着新一代仪器技术工作者去创造更加美好的未来。
贝时璋先生曾深刻指出:“利用现代仪器技术广泛地开展生物物理的实验研究,从而重复取得正确的数据,为创造理论和丰富实践做出贡献。”“如果缺乏现代的实验手段和实验装备,即使有好的想法,工作质量和研究速度都会受到很大的影响。”贝先生的教诲多年来一直指导着我们发展微弱发光检测仪器技术的工作。在生物物理所进行微弱光检测技术研究中,我们有几点体会:
首先,科研创新是发展生命科学仪器技术的出发点和最终目的。九十年代末,我们研制的发光检测仪器被自由基研究学者用于探测活细胞内自由基信息,测定出巨噬细胞呼吸爆发时产生一氧化氮自由基,而且初步得出有用的实验结果,受到国际同行的重视。为了更好地测定生物系统内部的自由基信息,我们还准备进一步提高仪器灵敏度,发展微弱发光检测仪器技术,用于科研创新。
在DNA氧化损伤研究中,有关学者利用我们的微弱发光检测仪器揭示出抗氧化剂作用的非常好的动力学规律,并且这种方法还在药物研究中得到应用。
从这些实践当中,使我们体会到贝先生关于发展仪器技术的重要论断的正确性,科研创新对仪器技术提出更高的要求,新的仪器技术又促进科研新的进展。也更使我们坚定了发展微弱发光检测仪器技术要为科研创新服务的决心。
其次,社会需求是不断发展生命科学仪器技术的动力。贝先生强调现代仪器技术要为丰富实践做出贡献,我们感到,社会需求是极其广泛的实践机会。在微弱发光检测技术的研究过程中,发光分析化学领域对微弱化学发光检测仪器技术的发展提出了更为广泛的要求,为此我们增加了流动注射化学发光检测通道,使流动注射分析方法在我们的仪器上得以容易地实现,从而使得更多的研究者用上了这种仪器。还设计了一种电化学发光检测池,使进行电化学研究的学者更加容易利用发光检测方法。我们还改进仪器结构使之适合于“微流芯片”的测量,这样,最新的检测方式也与我们的仪器很好的结合起来。
在毛细管电泳和快速生化反应研究中需要快速采样分析。为满足这种要求,我们研究出快速采样系统,使采样速度提高百倍。在“类胡罗卜素”的抗氧化研究中得以应用。而在医学临床研究当中,由于必须同时观察对照样品的发光动力学过程,所以必须开发双路检测系统。我们采取严格的措施,保证了双路系统相互的一致性,从而实现了医学上对照与试验样品的并行检测。
正是由于我们适应了客观上社会的各种需要,我们的仪器型号和品种得到了很大发展,也满足了科研与教学上的不同需求。我们体会到,在当今社会主义市场经济的条件下,社会需求是不断发展生命科学仪器技术的动力。我们要以仪器技术为丰富实践做出贡献。
再其次,市场规律是持续发展生命科学仪器技术的指导原则。发展生命科学仪器技术,要从实验室的研制过渡到市场,必须遵守市场的规律。起初,我们的仪器在性能上达到了先进水平,而仪器的外形不够理想,使用者一看就认为这是一个试验品。我们下大工夫改进了工艺。看到新的仪器后,用户说:“这台发光仪和进口的一样”。然而,形式只是表面的,内容才是具有决定意义的。只有稳定的质量才能保证体现出先进的性能指标。为了保证质量的可靠,许多元器件都通过试验挑选了市场上最好的。对于关键器件更是精心测试,严格选择。有时一个器件要测试一个多月才能下结论。由于我们严把质量关,使我们的仪器逐渐占有了较大的市场份额。
我们还体会到,对待用户的良好服务是不断扩大业绩的前提条件。因为推广的仪器数量不断增多,也会有个别故障出现,我们非常重视每一个问题的处理,多次派出精干人员亲赴现场解决问题。因此,使用者普遍反映,我们的仪器性能稳定可靠,质量有保障。目前有越来越多的研究人员表示要与我们合作,按照他们的需要研制仪器。
45年来,在贝先生发展生命科学仪器技术的思想指引下,在历届所领导的支持下,在广大技术人员的努力下,生命科学仪器技术在生物物理所得到了长足的发展,取得了瞩目的成绩。新一届所领导坚持贯彻贝先生关于发展生命科学仪器技术的方针,提出新的发展战略,我们相信在今后的年代里,生物物理所的生命科学仪器技术的发展必定取得更加辉煌的胜利。
为庆贺贝时璋院士百岁华诞和生物物理研究所建所45周年,特编辑此书,以回顾在贝老倡导和关心下,生命科学仪器技术在生物物理所的发展历程和取得的成绩。
尊敬的贝时璋院士今年一百岁,依然身体健康,精神矍铄,思维敏捷,他为本书亲笔题词,给予我们极大的鼓舞。
45年来,生物物理研究所在贝时璋院士指导下,努力推动生命科学仪器技术的进步,研制或生产了8大类仪器设备,为生物物理研究所乃至我国生命科学的发展做出了重要贡献。
本书收录的范围,包括获院所、部委、省市奖,获专利授权,通过所级以上鉴定,应用于科研、结果在正式学术期刊发表、产品销售达到一定数量的仪器设备(包括个别重要的元器件)。希望既突出重点,又能够全面反映仪器研制工作。由于篇幅所限,只能简单介绍每种仪器的用途、主要性能指标、评价及应用推广情况。这些仪器设备,都是集体分工协作的成果,为便于有兴趣者进一步详细了解有关情况,特附上当时的负责人或现在联系人的姓名。
书末附有45年来研制生产的约百种仪器设备的一览表,以反映生物物理研究所仪器研制的全貌。
几位同志还满怀激情地写出了他们多年从事仪器技术工作的感想和体会,抒发他们对贝时璋院士建所思想的领悟与赞佩。
历经近半个世纪,因相隔时间久远,很多科研技术人员已经退休,在紧迫的时间内收集资料,难免有所疏漏。但是,数十位同志,在盛夏酷暑之时,翻箱倒柜,纷纷送来珍贵的资料。有些同志,包括在国外的,在很短的时间内不仅回想往事,分析总结,写出自己从事仪器技术工作中成功的喜悦和奋斗道路上的酸甜苦辣,还提出了对于今后工作发展的建议。总之,本书反映了大家对于生物物理研究所的热爱和对其创始人、适逢百岁华诞的贝时璋院士的崇敬之情。
其它的技术性研究工作,和对于生命科学研究的支撑性工作,还有:实验技术的研究改进,大型精密仪器的功能扩展,已有仪器的升级改造,以及科学仪器的修理维护,等等。由于时间关系,在本书中都未能够包含进去。希望以后有机会能够加以总结。
 
《生物物理研究所与生命科学仪器技术》编辑组
 
JC-αβ放射性微尘监测报警仪
用于连续监测空气中对人危害大的人工放射性气溶胶的浓度。
连续监测仪可给出污染浓度随时间的变化规律。当污染浓度超过允许值时,监测道报警;发生重大事故时,及时道报警。
在核工程中,对评价工作人员由于内照射引起的辐射安全问题和核能设施的运行安全起重要作用。在环境保护中,可连续监测大气中放射性微尘的污染水平。
第二机械工业部五局任务。
性能



采用α,β假符合法及延迟法,减少天然放射性气溶胶对测量的影响。
1、及时报警道
α:1×10-13~1×10 -11居里/升;测量误差:±30%;报警速度:<30分钟。
β:1×10-12 ~1×10-10居里/升。
2、监察测量道
α:1×10-14~1×10 -11居里/升;测量误差:±20%;滞后时间:≤180分钟。
β:1×10-13~1×10 -10居里/升。
3、抗干扰性
1) 外照γ场<0.1微仑/秒的情况下,能正常工作( 附加误差± 5%~±10% );
2) 放射性浓度最大相差100倍时能正常工作;
3) 在氩-41等放射性气溶胶浓度10 -7~10-10 居里/升情况下能正常工作。
1966年完成。交404所用于核反应堆安全检测。 ( 李向高,王秀春 )
β放射性气溶胶连续监测仪
用于连续监测空气中对人危害大的人工放射性气溶胶污染浓度。
给出污染浓度随时间的变化规律。当污染浓度超过允许值时,监测道报警;发生重大事故时, 及时道报警。
工程环境监测数据是评估事故污染水平的依据,对评价工作人员由于内照射引起的辐射安全问题和核能设施的运行安全起重要作用。在环境保护中,可连续监测大气中放射性飘尘的污染水平。
自1962年起开展放射性气溶胶监测方法的研究。1967年起研制了三代β放射性气溶胶监测仪器,分别解决:小型化(晶体管化);采样系统优化与测控系统的数字化和自动化(集成电路、单片机);改进采样系统与协作完成计算机化。
弱放射性β污水连续监测装置
用途
核企业放射性污染废水的排放监测。
直接监测核企业排放污水,要求极高灵敏度,未见国外有解决办法。
性能
研制了大面积流气式计数管,窗口面积1000cm 2。采用两管符合测量以降低本底,辅以物质屏蔽及反符合屏蔽,本底计数<0.025cpm/cm2,灵敏度明显优于国外。
对于90Sr-90Y水溶液样品,10 -10Ci/l 可有15.6cpm。
为弱放射性β污水连续监测报警仪确定了方案。
鉴定会测试,样机达到灵敏度:在清水、污水交替测量各30分钟的程序下,对 90Sr-90Y平衡水溶液的探测灵敏度为5.8×10 
              -11 Ci/l。
评价
1976年第二机械工业部和中国科学院共同主持的鉴定会认为:方法创新,性能达到甚至超过要求;整机所有材料和元件立足国内;样机经现场考核满足使用要求;填补了我国空白,为低本底测量提供了新途径;主要指标达到了世界同类仪器的先进水平。
交第二机械工业部262厂投产,用于核企业821厂。创造性地解决了核工业的难题,为广大下游国土环境保护做出贡献。
获全国科学大会奖状, 中国科学院重大科技成果奖(1978)。
我国专家在国外了解同类工作后指出,此仪器的灵敏度超过了国外同类仪器;“达到了当时最高一级的活度浓度测量指标”。
262厂利用此技术,生产了不同灵敏面积的多丝流气式正比计数管,用于测量各种微弱放射性样品中的α、β放射性强度,用于测量土壤、植物和沉降灰样品。
YS-1型自动液体闪烁谱仪
用途
主要用于生命科学研究以及临床医学应用放射性示踪技术,进行氢、碳的放射性同位素的测量。还适用于农业、考古、水文地质等领域。
功能
1972年至1975年初,研制成我国第一台自动液体闪烁谱仪。
全部用国产元件材料。换样品、测量、数据处理全部实现自动化。
组成:探测器,电子学线路,自动换样装置及控制电路,数据处理计算机。
国产双碱光电阴极光电倍增管,两只信号相加并作快符合测量。
铅及夹层(镉、铜、有机玻璃)屏蔽。
3+2道,3独立道分析β核素,2道用于淬灭校正的“道比法”或“外部γ标准源道比”法。
100个样品自动更换,蛇形链条传动。
J3-0型微程序控制的集成电路小型电子计算机,与北京大学合作。
灵敏度指标 3H效率54.4%,本底22.5±0.13cpm,优值132;14C效率91.8%,本底27.3±0.15cpm,优值309。
评价
我国第一台能与计算机联机进行数据处理的自动液闪计数器。
中国科学院鉴定会评价:“样机主要指标已达到国际同类产品的先进水平”。
获全国科学大会奖状、中国科学院重大科技成果奖(1978年)。曾在1977年“全国工业学大庆展览会”和1977年“中国科学院科研成果展览会”展出。 
              ( 江丕栋 )
YS-2型自动液体闪烁谱仪



功能
双光电倍增管作快符合测量。3+2道分析
YS-2-1 全自动化,有计算机。可进行自动测量、自动换样、自动淬灭校正及自动数据处理。
YS-2-2无计算机。自动测量单元完成自动换样、自动测量、自动打印数据。
评价
1979年8月, 中国科学院生物物理所与天津医疗电子仪器厂联合召开鉴定会,认为:YS-2型液体闪烁谱仪是继YS-1型以后的一种由计算机控制的多功能液体闪烁谱仪,这是国内第一台此种类型的仪器。YS-2的主要指标达到了国内、外同类产品的先进水平。
获中国科学院重大科技成果二等奖(1980年)。YS-3获天津市科技成果奖(1979)。
卫生部定点厂-天津医疗电子仪器厂因接我们的产品得到了大量资金、设备 , 重建了厂房, 并获天津市科技成果奖和国家医药总局优质产品奖。 
              ( 江丕栋 )
DYS-1型低本底液体闪烁计数器



用途
地质、考古、水文、环境监察、气象和地球化学等学科中作 14C年代的测量,环境中氚和14C的测量。也能用于生物学、农业等科研中,作微量放射性的测量。
性能
先分析再符合,进行串光甄别,减少串光本底。本仪器独有。
碘化钠晶体反符合屏蔽。
采用石英和聚四氟乙烯制作样品瓶。
本底及灵敏度:20ml苯,3H效率为55%时,本底2.17计数/分;5ml苯,14C的优值超过10000;3H2O,水量50ml,效率19%,优值106000;测水的灵敏度好于10T.U.
评价及应用
979年建成,二年多为我国地层年代研究,岩溶发育和形成研究,地下水资源研究和地热能源研究,测试了60多个14C样品和各地100多个地下、地表水样品。
1982年生物物理研究所组织鉴定会。鉴定意见认为,能够满足当前对于低能低水平放射性样品的测试要求,填补了国内该类仪器的空白。仪器的本底、效率和灵敏度均已达到了世界先进水平。
1982年移交中国科学院地理研究所。成为我国灵敏度最高的液体闪烁测量中心。
国际著名的美国和澳大利亚放射性碳断代专家在北京谈到,当时这仪器的灵敏度是世界最高水平。 ( 蒋汉英 )
低本底液体闪烁计数器与谱仪
DYS-1型 NaI(Tl)晶体作反符合屏蔽。
DYS-2型 无反符合屏蔽。
DYS-3型 NaI(Tl)晶体,自动换样,β谱。交盐湖所。
DYS-84型 计数管作反符合屏蔽 控制、数据采集和处理采用紫金Ⅱ计算机。
DYS-86型 BGO晶体作反符合屏蔽 采用紫金Ⅱ计算机。
DYS-88型 BGO晶体作反符合屏蔽 采用紫金Ⅱ计算机。给出样品的整个β谱。
DYS-92型 BGO晶体作反符合屏蔽 采用PC计算机。给出样品的整个β谱。
“DYS型低本底液体闪烁计数器系列”,1986年获中国科学院科技进步三等奖。
在九十年代的国家重大项目[夏、商、周断代工程]中,DYS-92型低本底液体闪烁谱仪为该重大项目的圆满完成提供了重要数据。 ( 
              蒋汉英 )
强钴60源辐照室照射装置



生物物理研究所钴放射源室于1963年建成投入使用,源强为2080克镭当量,以直线柱形排列。控制部分由继电逻辑控制。用于放射生物学研究。有各种实验动物的器具。
近几十年,发展成逻辑门控制,机械升降部分沿用原来的结构。放射源改为花兰式排列。现可装源5万居里,开展的工作转变为辐射加工。用于化工辐射交联,医药、医疗器械消毒杀菌,物质改性,水果保鲜等。
60-70年代建源技术推广于祖国各地的农业育种和科学研究各领域。
近年在国内各地承建了数个50万居里以上的钴60源辐照中心。承担全部系统的整体设计(包括安全防护、辐照源升降、安全联锁、传输系统、控制系统、剂量监测系统、通风系统、水处理系统等),非标准机械设计、工控系统软硬件设计;直至完成加工、安装调试。
“自动控制照射系统”获所科技成果四等奖(1981)。实用新型专利(ZL267583.8)。 ( 傅世密 )
人体全身辐射计数器
用途
用于测量人体内的放射性物质发出的γ射线或X射线,进行能谱分析,从而对人体内的放射性物质的种类与含量进行定性和定量的确定。
性能
由晶体辐射探测系统和人体辐射屏蔽设备组成。
能量分辨率:碘化钠闪烁晶体,探测137Cs,0.662MeV能量的γ射线其分辨率为8.8%;探测效率:0.21%(137Cs光电峰);本底指数:碘化钠晶体每立方厘米每分钟在100keV-2MeV能量范围内的本底计数0.59;最小可探测量:Th0.01g,137Cs0.758nC,203Hg1.36nC,60Co0.78nC, 
              40K9.1gK;放大倍数稳定性:八小时,最大值与平均值之间的偏差是0.7%。
评价与应用
测定了109人体内含量恒定的天然放射性同位素 40K含量,得出结论为我国的公民30岁每公斤钾含量Gk是2.0克钾/公斤。与国际上所得结果一致。测定了一百多人的体内 
              137Cs含量,平均是1.01±0.12nC。可能反映出核试验后的污染情况。还测定了35人次受到污染的人员的体内203Hg,发现28人次有203Hg,最高近600mμC。发现用尿检测不出的60Co污染人员。测定出吸碘人员131I存留0.02μC,相当体内允许负荷量的1/40。
1978年6月通过中国科学院生物物理所的所级鉴定。鉴定会认为此项工作在我国开展较早,研究工作细致,可解决实际问题。
1980年9月获生物物理所科技成果四等奖。 ( 张仲伦 )
热释发光剂量仪
用途
辐射治疗剂量测量;个人剂量监测;环境剂量监测。
固体物质被射线照射之后在晶格中贮存的能量,在被加热时以光的形式释放。通过对热释发光的测量,即可探知受照的吸收剂量。
性能
由热释发光读出仪器和硼酸锂热释发光剂量计组成。
1.剂量测量范围:0.5~1000伦琴范围内呈线性响应,在3000伦琴开始超线性,直到30000伦琴仍未饱和。通以氩气,则在10毫伦琴~3伦琴之间呈现好的线性响应。
2.能量响应:29.5kev~1Mev,最低响应0.85。
3.重复性:辐照250伦琴,不经退火,五次测量偏差在±3%以内。
4.响应的衰退:室温(25℃)以下,3个月无明显衰退。60℃三天衰退20%。
评价
1978年6月通过中国科学院生物物理所的所级鉴定。
1980年9月获生物物理所科技成果四等奖。 ( 张仲伦 )
快中子剂量测量系统



研制出一系列测量中子吸收剂量和微剂量的探测器系统,用于中子治疗和中子放射生物学的研究与实践。自行设计和研制了生物组织等效导电塑料。研制了各种形式的中子场成对电离室、补偿型G-M计数管、监测电离室、微剂量测量正比计数管。探索了FBX化学剂量计、晶溶发光剂量计、热释光剂量计在快中子场吸收剂量测量中的应用。
性能指标
( BPS型TE-TE球形空腔电离室,15MeV中子场 )
①电离室有效体积1cc;
②壁厚效应:对γ射线0.005mm-1 ,对中子0.006 mm-1;
③漏电流:3×10-15A;
④饱和效应:对γ射线0.05%(120R/min),对中子0.7%;
评价与应用
1987年11月10日通过中国科学院生物物理所所级鉴定;认为该项研究成果达到国际同类工作水平。几种电离室的主要剂量学特性与国外同类探测器指标相当。在国内首先建立了:测微剂量谱用的园柱形组织等效正比计数器;中子场监测系统。FBX化学剂量计中子的G值为国内首先测定。在国际上首创应用晶溶发光“对”剂量计测定中子、γ混合场吸收剂量。
在中国科学院“快中子治癌研究装置及应用研究”项目中得到应用,“快中子治癌研究装置及应用研究”项目获中国科学院科技进步奖二等奖。
研制的透射式园盘形电离室已提供给国内几个实验室建立中子吸收剂量测量系统使用,认为性能稳定可靠。 ( 张仲伦 )
高剂量测量剂量计
用途
由辐射导致有机材料内所产生自由基的数量来反映物体所受剂量。在辐射治疗和辐射加工中用于高剂量、宽量程测量。
性能指标
〔 丙氨酸/ESR高剂量测量剂量计 〕
辐射剂量量程:10~105Gy的γ射线剂量。在2×10 4Gy以下呈线性响应。
元件质量的分散性:108只元件平均质量66.2mg,分散0.71%。
顺磁共振谱仪测量的重复性:测量20次,偏差0.83%。
元件分散性:照射剂量1000Gy,1.4%;100Gy,3.0%;10Gy,5.0%。
长期稳定性:半年内信号变化<3% (60Gy~6000Gy),相对湿度<70%。
评价与应用
与德国GSF实验室的同类剂量计的性能基本相当。
为我国辐射研究与辐射工艺中的剂量比对工作提供了一种可行的测量手段。
1985年“丙氨酸ESRγ射线剂量计”通过中国科学院生物物理所和核工业部第二研究设计院共同主持的鉴定。
1986年“高剂量测量方法”获得中华人民共和国核工业部科技进步三等奖。
丙氨酸自由基剂量计对北京辐射中心的鸭肉样品和陕西第一毛纺厂羊毛包利用γ射线辐照后的吸收剂量进行测量。与其他剂量计的结果一致。 ( 
              张仲伦 )
JR型晶溶发光剂量仪



用途及原理
R型晶溶发光剂量仪是由晶溶发光读出仪器和晶溶发光剂量计(氨基酸类和糖类试剂)组成。适用于辐射治疗剂量测量;辐射加工剂量测量。
固体物质被射线照射之后在晶格中贮存的能量,在溶解于水时以光的形式释放,此光强与所接受的射线吸收剂量有确定的函数关系。通过测量物质的晶溶发光,即可探知与其同处受照的样品中的吸收剂量。
性能
辐射剂量测量范围:谷氨酰胺试剂,10 2~105Gy的γ射线剂量。测定5×103Gy剂量时精确度好于±4%。用碳-14光源测定灵敏度重复性,标准偏差小于1%;8小时稳定性标准偏差小于1.5%。有自动、半自动、手动三种测量方式。
评价及应用
推广到江苏省常熟市辐照加工厂和浙江省慈溪市长春辐照中心,用于常规辐射加工剂量测量。
经过国家计量局比对检验合格。
参加了国际辐射加工剂量测量比对,该剂量仪测量结果与标准剂量值在1%范围内符合一致。
获生物物理所科技成果四等奖( 1981 )。 ( 张仲伦 )