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- 發佈時間:2016-01-09 02:31:15 來源:科技日報 責任編輯:羅伯特
您炒菜用的花生油安全無毒,您的小轎車的安全氣囊能及時彈出,看似平常,實則科技含量豐富,它們都跟2015年度的國家科技獎勵大會有點兒關係。
本次大會的獲獎科技成果,無不是科學家著眼于大眾需求,經歷了十幾年甚至幾十年的辛苦研發才問世。
輕鬆檢測出黃麴霉素,避免進入食物鏈
“黃麴霉素是污染毒性最強,致癌率最高的真菌毒素。比如1類致癌物黃麴霉素B1,毒性是氰化鉀10倍,砒霜的68倍,比農藥666毒1萬倍,中國28.2%的肝癌是它導致的。”中國農科院油料作物研究所李培武研究員説。這就是他和同事研究黃麴霉素靶向抗體和高靈敏檢測技術的原因。他們的成果此次獲得了國家技術發明獎二等獎。
如果花生發黴,記得千萬不要吃。花生、玉米、稻米、牛奶……很多東西都能感染黃麴霉,中國是重污染區,這也部分導致了中國肝癌死亡率高,是別的地區的6倍。李培武介紹説,黃麴霉有個特點,植物中存在的B1,G1類型,動物吃了之後就轉化成M1,因此飼料中的黃麴霉會導致畜禽産品也有毒。
黃麴霉很難徹底消除,只能及時檢查,避免它進入食物鏈,因此高靈敏檢測特別重要。但是黃麴霉很難高靈敏測出。
1960—1970年代用薄層法液相,1990年代又發明瞭酶標法等辦法,但都不根本解決問題。
檢測過程中,黃麴霉表現出免疫原性差,雜交瘤細胞衰亡容易,檢測假陽性高的特點。油料研究所經過10多年努力,發明瞭雜交瘤篩選法、一系列高親和力抗體和高靈敏現場檢測技術。現在已經可以年産300萬套試劑盒和900台儀器。
中國技術問世後,黃麴霉的檢測費用降低了80%。解決了大米、玉米和花生的現場檢測問題。牛奶的檢測時間縮短90%,過去一有隱患只能倒奶、停産,現在不用了。新技術還提升了倉儲安全,減少了劇毒標準品和有機試劑的使用排放,檢測廢棄物處理費下降70%。在新技術的幫助下,中國花生的國際貿易大大活躍了。
人工合成麝香,藥用保護得兩全
麝香,中國人對這個名字不陌生,電視劇裏常看到用它做香料甚至毒藥。實際上,麝香是一種常用中藥材,安宮牛黃丸、局方至寶散、紫雪等均含麝香。它配伍的中藥方子,佔《全國中成藥處方》的11%以上。但是,麝香是要從雄麝體內取的。
中國雄麝5萬頭,全部捕殺也只得0.5噸麝香,但麝香年需求量15噸。怎麼既保護麝,又保證用藥原料呢?
1975年,在國務院領導人批示後,衛生部組織多家研究所,以“絕密”項目開始研製人工麝香。今年84歲的于德泉院士當年就負責該項目。而人工麝香也榮獲今年國家科技進步獎一等獎。
于德泉院士和同事用現代分析技術,首次系統闡明瞭天然麝香的主要化學成分,分離出六大類、100多種化合物並表徵了結構;建立了反應神經內分泌、心腦血管、抗炎、免疫等16種動物模型和29種指標的現代藥理學方法。他們發現了天然麝香中大分子多肽類主要藥效物質及其代用品。
用人工麝香配置的處方,臨床證實可以替代麝香。1994年獲得中藥一類新藥證書。在相應工藝發明、品質控制和産業化後,人工麝香進入了規模化生産。自從1994年推廣到全國應用,已經佔領了99%的市場,433種中藥方裏已經有410種實現人工麝香替代,這些藥也降價了30%—50%,惠及1億人次。人工麝香每年生産90噸。累計銷售49億元,13億利稅,帶動企業300億的工業附加值。
人工麝香的生産量,相當於避免獵取了2600萬頭麝鹿。
2003年,在解除了人類用藥的壓迫後,麝從中國的2級保護動物升到了1級。
攻關終末期肝病診療,提出肝臟移植新標準
“中國的終末期肝病死亡率曾經達到80%。中國有9300萬例B型肝炎病患者。上億肝病患者中,終末期800萬;肝癌患者每年35萬,佔了全世界的55%。”鄭樹森院士一番話道出治療晚期肝病的艱險。經過中國醫生的研發,中國在肝病中後期診治方面已大有進步。“浙江大學醫學院附屬第一醫院終末期肝病綜合診治創新團隊”也因此獲得本次國家科技進步獎(創新團隊)。
鄭樹森,李蘭娟兩位院士從1980年代開始攻關終末期肝病診療。現在已經顯著降低病死率,使肝衰竭、肝癌病人的成活率大大提高。30年研究,人工肝、活體肝臟移植都獲得很大成功。
人工肝是一種設備,將血漿置換出來,在喪失肝功能的人體外模擬肝臟,清除毒素。中國醫生製造的人工肝,讓大部分使用的病人都能成活。
肝移植方面,該團隊2008年提出了肝臟移植的新標準“杭州標準”,把腫瘤活性程度考慮進肝移植的資格裏。這個新標準經過西方同行的驗證,是普遍適用的。
同時中國醫生攻克了肝臟在移植過程中淤血的世界難題。一次肝移植手術可降低23萬元的手術費。而且肝移植後,B型肝炎復發率從10%降低到2%。他們的經驗總結已經在全球各大肝病治療中心應用。
浙大團隊做了肝移植1841例。以前術後死亡率極高,現在3年成活率達到75.7%。一些兩、三歲做手術的孩子,現在已經健康地上了大學。他們還把技術轉移到曾經進行第一例肝移植手術的澳大利亞。
除此以外,幾年前中國研究人員還在分析腸道菌群基因時發現,肝病患者的腸道菌群加重了肝臟衰竭,這項成果在英國《自然》雜誌發表,為將來通過調理腸道微生物來治療肝病指出了方向。
提出潰壩新理論,讓大壩固若磐石
“我國是世界上水庫最多的國家,共有98002座水庫。因為我們是季風氣候。需要攔蓄洪水,減少洪澇災害。但其中93%是土石壩,大多數是1950—1970年代修的,病險率很高。”南京水利科學院的張建雲院士説,這就是他們研究水庫大壩安全保障技術的原因。他們的研究成果獲得此次國家科技進步獎一等獎。
世界上最大的潰壩事故就發生在中國:1975年一場颱風帶來的暴雨,讓河南駐馬店多個水庫潰決,造成1000多萬人受災,至少2萬人死亡。
在來自南京水科院等9家單位的人員研究前,中國水庫大壩的資訊不完善,潰壩機理不清楚,加固方案也不知如何優化。近10年的一系列研究解決了3個問題:大壩為什麼病、險、潰決?怎麼減少不良狀況?一旦發生潰壩,怎麼處理?
“我們建設了世界最高的實驗壩,9.7米高,世界上第二名是6米高;而且我們的實驗壓強比國外高幾個數量級。”張建雲和同事們檢測了高流速下堤壩破口,發現國際上原來的潰壩理論,解釋不了他們發現的實驗現象。比如説,原來理論預言應該頃刻倒塌的情況,大壩居然堅持了一天還沒垮塌。
在提出了新的潰壩理論後,科學家還首次建立了全國水庫大壩的資料庫,並給出了大壩老化的評估模型。建立了水庫降等級、報廢的標準。讓許多水庫直接報廢,不試圖再加固了。
他們的預警技術引入了電法檢測,相當於給大壩“照CT”,看隱患。
中國研發的大壩安全保障技術,目前已經用在小浪底、丹江口、小灣等50多座大水庫上。過去三年,就創造了134億元的效益。讓大壩潰壞的風險從千分之一降到千分之0.06,而且能保證即使潰壩也不死一個人。
高端鐳射製造,用的是中國機器
“大功率鐳射加工是汽車製造的革命手段。我們是汽車製造大國,産量世界第一。可我們到企業去看,設備還是‘萬國博覽會’,鐳射加工高端裝備往往被國外壟斷。”華中科技大學的邵新宇教授説。經過12年來産學研用聯合攻關,中國已經實現了汽車用鐳射設備的國産替代,在一些關鍵指標上達到世界第一。此項成果獲得了國家科技進步獎一等獎。
在汽車製造中,運用鐳射焊接可以增加強度,減輕鋼板重量,提高加工效率。比如説,汽車安全氣囊關鍵時候要爆出來,但平時不能跑出來,靠的就是用鐳射在隔板上割出暗縫,但不能割透。過去只有德國一家公司能做這個。再比如大型薄壁曲面焊接,不等厚度的鋼板拼焊,都需要用到鐳射,這也是各國競相搶佔的技術制高點。
經過中國科技人員的攻關,從控制軟體到鐳射加工生産線,中國已經擁有了126種裝備。比如説,不等厚度的鋼板拼焊,中國技術比國外拼縫的精度高一半。鐳射焦點是有半徑的,而且變化著,還要克服熱變形等隱患,能讓兩塊鋼板嚴絲合縫拼焊起來不容易。中國在這方面已經達到國際最高水準。
産值最大的轎車和商用車鐳射加工生産線,中國設備比國外同類降低了一半價錢。近3年,中國鐳射焊接生産線在11次國際招標中10次中標,與國際頂尖同行競爭能戰而勝之。對焊接生産線要求最高的通用汽車,一條年産30萬輛汽車的生産線,也採用了中國設備。目前,中國設備已經在313家車企賣出了538套,還應用到其他一些重要的精加工領域。
體表癒合新療法,撫平那多年未愈的創傷
一張張血水淋漓的照片上,是觸目驚心的皮膚破損,多年不能復原的皮膚潰瘍,會造成感染、截肢甚至生命威脅。但是,在中國醫生的潛心研究後,許多重症病人已得到完全康復。“中國人體表難癒合創面發生新特徵與防治”項目也獲得了此次國家科技進步獎一等獎。
體表慢性難癒合創面俗稱潰瘍,是一大類存在於體表而長期不愈或難愈的組織損傷,主要包括嚴重創燒傷後殘留創面、放射性潰瘍、下肢動靜脈疾病造成的潰瘍等。近年來,糖尿病造成的“糖尿病足”成為難愈創口的首要原因。其中機制複雜,涉及學科門類廣,所以病理一直沒有搞清,而患者病情遷延不愈、治療難度大、醫療費用高。
經解放軍總醫院第一附屬醫院等單位10多年對148萬住院病人的流行病學研究,科學防治難癒合創面找到了方向。首先,科學家發現糖尿病皮膚高糖和糖基化産物等毒性物質蓄積,導致細胞或基質功能不良的“隱性損害”,還發現生長因子糖基化造成巨噬細胞趨化和吞噬功能異常,致使創面難愈的免疫機制,以及放射性創面“以細胞損害為關鍵環節的癒合諸因素網路失調”的機制。
對應地,醫生們用光子技術來減輕創面糖基化産物造成的“隱性損害”、然後採用調控內環境減輕修復細胞“進行性損害”、再補充細胞和提供支架材料促進創面癒合。
中國療法明顯提高了難愈創面的治愈率。總體治愈率從60%上升到了94%。而糖尿病足最終截肢的比例,歐洲是22%,應用中國新療法的病人則只有7.2%。有幾例70年未癒合的戰爭造成的老創口,用新方法居然修復了。中國人的成就刊登在《自然》《柳葉刀》和《美國醫學會雜誌》等雜誌上,成了國際參照的標準。
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