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贝老时刻关注生物科学仪器技术的发展

江丕栋
(中国科学院生物物理研究所)

 

在新千年开始的第二天,我们去给贝老拜年。贝老精神矍铄,他说,世纪交替和千年交替碰到一起,有公元以来只有两次,真是难得。对于我,属兔的,癸卯年出生,今年是己卯年,又是兔年。兔子过千年,尤其难得。除夕夜他提笔抒发豪情:“为庆祝新千年、新世纪喜相逢,对世界和平、人类幸福做出新贡献。”

在千年交替的午夜,贝老在睡了三个小时后起床,与家人一道观看“首都各界迎接新世纪、新千年庆祝活动”的电视现场直播。在听了国家主席的重要讲话之后,他回到自己的房间,又提笔抒发了对于新世纪、新千年到来的喜悦心情,表达了世纪老人对于发展生命科学的期盼。在2000年的第一天,他写道:“细胞起源、细胞重建、生命起源、生命本质,将结合纳诺科学技术的研究得到蓬勃发展。”

贝老侃侃而谈,一个多小时滔滔不绝。一见面,就和我们谈知识创新。一再说知识创新很重要,并且说仪器技术、测量技术是知识创新的前提条件。他强调测量技术对于知识创新与环境保护的重要作用。贝老在充分肯定知识创新的重要性时,也反复强调,要从整体上、系统地考虑知识创新的具体方向和内容。他一方面指出科学仪器的创新要选好具体内容和方向,又再次指出纳诺(nano)技术的重要性,认为是深入了解生命现象所需要的。他重申在五年前就提出的,要重视碳,他是生物机体的重要组成元素,是生命结构的骨架。关于知识创新,贝老准备就生命科学发展的一些重要问题,和所里的同志们谈谈他的想法。

我们告辞出来,贝老关心我所创新工程,关心我所科学仪器创新的谆谆教诲,还一直在脑海里回荡。

四十五年前我大学毕业来到生物物理研究所,一直在贝老的办所思想指导下工作至今。生物物理学包括很多内容和分支,我只谈谈贝老高瞻远瞩发展生物工程技术方面的情况。

作为一个开拓新领域,作为在中国奠定生物物理学科基础的学术领导人, 贝老不仅着眼于整个学科的配置, 还以其高瞻远瞩的目光,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。

贝先生历来强调,开展生物物理研究,特别要研究和发展仪器技术。从1958年拟定生物物理研究所的主要任务时,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。” 建所之初,就把仪器技术摆在重要地位,建立了电子仪器实验室和机械加工、玻璃加工车间。此后不断发展。到60年代末成立了第四研究室—生物工程技术研究室。贝先生把生物工程技术(或称生物物理技术)看作是在生物物理学中一个会影响生命科学发展的重要组成部分。

作为1958年建所时第一批分配来的物理专业毕业生, 我经常聆听贝先生对发展仪器技术工作的指导意见。他亲自查阅文献, 了解国际动态, 经常听取汇报,指出方向,并亲自参加各种课题论证会和鉴定会。生物物理学作为现代生物学的重要部分,是实验的、定量的科学。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。 他鼓励大家努力发展活细胞、活组织的结构与功能关系的研究技术。他不断启发我们将自然科学和工程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。

多年来,生物物理所根据国家任务和生物学研究的需要,建立了多种技术,据不完全统计,到上个世纪末的40年中,研制成多种元器件和50多种大、中、小型精密仪器。其中有些达到国内甚至国际先进水平,获得国家及科学院的各种奖励。其中,获全国科学大会奖的有6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, 院科技进步二等奖1项、三等奖3项, 获部、省、市奖7项。这些工作也对我国仪器仪表工业的发展起了一定的推动作用,许多成果在国内推广,带动了一些仪器仪表工业的发展。为研究所争得了荣誉, 也锻炼了一支多专业多兵种的生物物理工程技术研究队伍。这支队伍除了第四研究室(生物工程技术研究室)外, 还分布在各个研究室中, 他们根据生物学发展的需要,建立自己的技术、仪器和设备, 为生物物理所及生物学研究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很大贡献。这支队伍已成为各有关学术团体中的活跃力量。他们在各种高、精、尖仪器的使用、维护、保养、改造和扩展功能方面,也精心做了很多工作。生物物理研究所办的科龙公司的领导和骨干也都是来自这个队伍。

在60年代, 为了推动放射生物学研究和放射卫生学的开展, 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。低水平ß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。弱放射性ß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, 并推广到核工业系统国营大企业生产。放射性气溶胶连续监测仪及时填补了因前苏联撤消援助所造成的空缺, 满足了发展核工业的急需; 后来又装备了有关部门。

建立了测定人体内放射性污染的全身计数器。建立了强钴源, 其安装及控制技术在国内多处推广,直到现在。

60年代开展了生物遥测技术的研究,研制了一些地面模拟试验设备和用于选拔上天动物的设备。配合了宇宙生物学的研究工作。为我国发射第一批生物探空火箭, 及以后的航天生物学研究及航天医学研究打下初步基础。

为了创造基础研究的条件,研制成的404型电子自旋共振波谱仪达到国际先进水平,获科学院一等奖,为我所科研工作应用顺磁共振技术,以及自由基生物学研究取得的突出成绩做出了贡献。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, 研制了多种大型仪器。液体闪烁谱仪形成系列产品,达到国际水平。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建设和发展。还研制出微秒级闪光光解装置,微光电视,高速离心机,微电极推进器以及多种实验室用的小型设备。

80年代,根据生物学深入研究的需要,建立了时间分辨和空间分辨荧光技术。研制出流式细胞计、纳秒荧光计、荧光漂白恢复装置、微弱发光和超微弱发光测量仪、动物行为测量仪、视觉研究用图形发生器、核磁测场仪、生物膜电参数测量仪、可编程多功能信号发生器等。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,不断推出新型号达八、九种,形成了系列,有的已由企业接产。九十年代运用低本底液体闪烁谱仪,还为夏、商、周断代工程研究提供了重要数据。建立了电离辐射高剂量测量方法和剂量仪, 及中子剂量测量系统。

80年代后期, 又开展了空间生物学仪器的研制。

在改革、开放的形势下, 大力开展医疗仪器的开发研究, 并向社会推广。其中,科龙公司生产的多相心电仪销售了100多台,脑电地形图仪销售了350台,心电脑电组合35台;KS系列光治疗仪生产销售了1500多台。中生公司的半自动生化分析仪400多台。实验室生产的微弱发光测量仪,已经销售至国内数十个科研、教学、医疗单位,及亚、欧、美洲6个国家和地区,共约150台,目前仍在继续生产销售。

从完成任务和所取得的技术和科研双丰收的硕果中,可以见到贝先生提倡仪重视器技术工作的远见卓识。

这样一位有远见的科学家,创建新学科的宗师,在着眼于整个学科配置的同时,对于仪器技术方面的研究给予充分重视。这是值得深思的。

近年来生物物理学研究的趋势是,运用各种新的手段,以更高的空间分辨率来研究生命系统(大分子、细胞、组织和器官)的精细结构和功能,使细胞、细胞器和单个分子成像,操作细胞、细胞器甚至单个生物大分子。

贝先生也经常提到生物具有复杂的层次,各层次有它们自己的运动规律,层次之间的协调、互相联系、互相依存又是那么完美无缺,在这些现象背后的实质又是什么?系统生物学研究将回答有关问题。后基因组时代,系统生物学将成为生物学发展的新方向。系统生物学对于各种生物体系从系统的角度进行整体、动态地研究。她更需要有交叉学科的研究队伍,充分发展和利用新技术手段,还要能够使这些设备保持于技术发展前沿的专门技术。

生命科学的发展和和国家建设的需要对仪器技术研究提出了新的要求,生物工程技术人员应该主动地迎接挑战。

恭贺贝老百岁华诞。