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专访中国科学院院士张玉奎:期待国产仪器加速人类底层
代码的解析

发布时间:2023-12-30     来源:中国仪器仪表行业协会    编辑:衡格格    审核:张经纬、王静
摘要:2023年仪器仪表产业发展大会期间,我们有幸采访了中国科学院院士、中国科学院大连化学物理研究所(以下简称大连化物所)研究员张玉奎。张玉奎院士为推动我国分析科学的发展作出了卓越贡献,是中国色谱领域的先驱者之一,同样也是蛋白组学研究领域的专家。
    本期专访,我们向张院士请教了关于蛋白组学、行业发展、产业落地等诸多行业朋友共同关注的问题。张院士也结合自身60多年的研究工作经历做了回答。访谈期间,张院士对行业的“深厚感情”、对发展的“殷切希望”、以及对人才的“一些担忧”都让人印象深刻。本期文章对此次专访内容进行了整理提炼,希望能为广大仪器仪表行业人士提供借鉴和参考。


记者蛋白组学对于大众来说相对比较陌生,请您谈一谈这个学科的由来。

张玉奎院士:

蛋白质组学其实是在基因组学之后出现的学科。目前已经有20多年的发展历史。在基因被发现的时候,人们对基因组学其实抱有很大的期望,希望它能解决人类诸多重大疾病的解释与治疗,但是深入研究之后发现,人类基因总数只是酵母的3倍、线虫或果蝇基因数量的2倍,人与鼠基因组的差别仅有1%

可以想见,人这么一个复杂的个体,竟然和一些小动物的基因组成差不多,所以,人们想到是不是基因所表达的蛋白有差别,所以开始研究包括基因、细胞、组织、甚至体液的蛋白变化,这就产生了目前咱们目前所知道的蛋白质组学。

记者您觉得这个学科的发展前景如何?

张玉奎院士:

蛋白质组学已经有了20多年的历史,他和基因其实是关联巨大的,咱们都知道,基因组差不多2万组左右,但是相关的蛋白质却不一样,他有很多的修饰,有很多的变化,因此蛋白质组大概就有几十万上百万种的变化,目前我们已经完成了接近90%的检测,那么剩下10%的难点在哪里?一个是部分蛋白我们找不到样本,比如我们嗅觉的受体蛋白,我们闻味道,会感觉嗅觉很灵敏,但是这块蛋白研究是空白的,我们称之为缺失蛋白,另外一个原因,就是目前的科学仪器设备还不够先进。因此人们现在也在转向蛋白质与疾病相关联的研究,用已有破译的蛋白质与临床医学相结合,为我们的“大健康”服务。

记者那是不是可以把蛋白组学理解成健康的底层代码?

张玉奎院士:

是的,这个也是整个领域研究的一大方向。目前人们最关心的还是自己的身体健康,所以现在发展最快的就是临床的蛋白质组学。一个是针对药物发展的精准医学,和靶向药差不多,我们研究的是蛋白质组靶点,同时也在研究疾病的“生物标记物”(biomark)。另外一个是通过蛋白质的监测,去监控人体健康趋势,未来的医疗会通过去找这些特定蛋白,以及观测这些蛋白的变化,得出体现在人体的身体变化。“上医治未病”未来就可能成为现实。

记者国内外蛋白组学的研究现状如何?

张玉奎院士:

说到国内外的现状,目前,其实国内研究与国外还是有一段差距的,很关键的一个原因就是在检测设备上,比如结构蛋白质组学研究使用的冷冻电镜系统,咱们目前还是做不了的,依然需要进口,比如需要做定性定量分析的一些高端质谱仪,也是需要进口,所以在仪器研制方面有比较大的差距,这里国内有非常大的追赶空间。

但是,国内的创新步伐还是没有停止的,比如最近科技部的一个项目,创新团队把三重四级杆、离子迁移谱、飞行质谱仪串联起来,通过这一手段有效提高了检测的灵敏度和分辨率,这是国外没有的,所以,总得来说,差距是有的,但是,我们也在拼命地追赶。

记者那您觉得我们还需要多久可以追赶的上呢?

张玉奎院士:

我估计可能还得需要5年到10年,也许更长一点。

在个别地方,其实是已经有突破了,比如说离子迁移谱在防爆防恐上的应用,这个其实比国外做的要好,在毒品检测上也有很大的突破。现在全国不少机构和单位都在加强科学仪器的开发,干的也都不错,因此,在科学仪器,特别是高端的大型仪器上希望国家继续投入,支持他们!

记者张院士,您做为色谱领域的专家,您觉得科学仪器如何产业化?

张玉奎院士:

从我研究的领域角度来看,希望行业对单元部件,特别是核心元器件的研究可以进一步的加强,为什么这么说呢?因为现在一部分企业其实是在组装产品,人人都在敲壳子拧螺丝,但是真正核心部件下的力量不够,所以呢,也希望国家重点名支持这些器件的研发生产,只要有一家过关,整个行业的发展就会大不一样!

举个例子,国外有一个生产纳升级流量计的厂家传感器是它的核心部件,这个部件垄断在国外一家很小的厂里,要想用它,就得找到这家购买,价格很贵,而且确实目前做不出来,所以这些“小地方”需要得到国家和行业更多的关注,这才能把产业化进行起来。

除了单元部件,还有很重要的一点就是——技术人员的培训。也就是工程师、试验师的培养要加强。理论上画一条直线很简单,但是在现实生产中,做出一条直线就很难,而再把这条直线和另外一条直线做平行,这就更难,这都需要工程师级别的人才参与,所以要重视技术人才,提高技术人员待遇,打造一批真正的“大国工匠”出来。

不光咱们得研究的好,还是用的好,操作的好!

记者目前越来越多的年轻人在加入咱们这个行业,您对他们有期望和寄语。

张玉奎院士:

       希望更多的年轻人能够

       为了国家的技术的发展

       来参加到这个行业来

       而且这个行业大有可为!

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