实验星人 | 杨如林:打破国外核心技术垄断 自主创新钻研“炼睛术”

来源: 本网 作者: 本网 日期: 2023-05-08

广东广播电视台

播出了专题报道

采访了生物岛实验室

高级工程师杨如林

 

遇上冷冻透射电子显微镜,肉眼不可见的新冠病毒,原形毕露,一张张五颜六色、奇形怪状的病毒“证件照”随之诞生。要清晰拍摄到200万倍放大后的病毒结构,离不开近年来“直接电子探测相机”在冷冻电镜上的应用。

 

杨如林:我们研发的相机是作为整个冷冻电镜项目的一个核心部件,你可以理解为它是冷冻电镜的眼睛,有了它我们可以看到一些生物样品,对于研究(新冠)病毒的蛋白结构,还有它和人体蛋白的结合机理是很有帮助的,如果想研究更有效的疫苗产品,是离不开冷冻电镜的。


 

如何才能造出这对“火眼金睛”,是杨如林和团队成员,这几年一直寻求突破的技术困境。他们的目标,是要研制出能够达到原子分辨率的直接电子探测相机,能有效规避间接成像技术像素低、信息损耗大等缺点,最高可支持冷冻电镜放大300万倍,观察到纳米级的生物结构。
但这项技术和设备,长期被国外垄断,只能依赖进口。杨如林说,目前国内持有的80多台冷冻电镜,全部从国外采购,单价高达600万美元,即使有钱都未必能够买到。

杨如林:目前已经出现了这样一种情况,包括一些单位已经被美国列入清单,禁止像冷冻电镜这些高端仪器的进口,有些院校和研究所已经买不到透射电镜了。


为了研制出国产冷冻电镜相机,打破国外技术垄断。2020年,在生物岛实验室支持下,杨如林单枪匹马来到广州,加入了由金亮研究员负责的生物岛实验室电镜成像中心,着手直接电子探测相机的项目研发。当时,从前期研发到后期制作,他都要一手包办,即使在相机领域已经深耕了十多年,也免不了经常要通宵达旦地工作。

杨如林:前期还是很艰苦的,要熟悉它芯片里面的一些机制机理,其次我们相机的一个硬件开发,我要把芯片给驱动起来,包括后期机械结构,因为我们后面的相机,你要安装到电子显微镜,每天都要加班到晚上10点之后。

 
慢慢地,在生物岛实验室聚集了越来越多志同道合的伙伴,从原来的孤军奋战,发展到现在成立了一支20多人的研究团队。这几年,一些相机样机也陆续面世。
不过在他看来,分辨率和稳定性,还有很多优化空间,要突破瓶颈,达到行业领先水平,整机至少需要迭代3次以上。

杨如林:我们是做了一些知识创新,在某些方面是有优势的,但是不代表说你的稳定性,包括软件支持就能在短短时间内能赶上他们,但是我觉得这一步必须要走,要不然的话永远被国外卡着脖子会很难受。


研发的道路充满艰辛和挑战,杨如林和他的团队,一路摸着石头过河。

杨如林:我希望将来我们的相机在国内就占领一定的市场,最终我是希望越来越多的国人,用中国的一些自主研发的高端仪器,而不是说依靠国外。
 

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