高质量发展调研行｜上海光源“大马拉小车”历史结束，综合能力跨越式提升
2024年5月15日“上海光源线站工程”顺利通过国家验收，目前上海光源已有34条光束线和46个实验站服务用户实验，成为现阶段光子能区覆盖最广、运行线站数量最多的中能第三代同步辐射装置，其整体性能已位于国际前列水平。
上海光源。资料图
5月27日，澎湃新闻（www.thepaper.cn）记者走进上海光源，中国科学院上海高等研究院副院长、上海光源线站工程副经理邰仁忠告诉记者，随着“上海光源线站工程”通过国家验收，这个“超级显微镜”的综合能力实现跨越式提升，将在结构生物学、创新药、量子材料、能源催化等多领域，大力助推中国科研进一步取得创新突破。
“上海光源‘大马拉小车’历史结束了。”邰仁忠用形象的语言解释，“现在上海光源能够更加充分地发挥优异的光源性能，提供最先进的实验方法体系，来满足我们的科学家们、工程师们，开展最前沿的科学研究和技术攻关。”
这十五年来，上海光源服务了全国34个省级行政区近800家单位、4500多个研究团队的超47000名用户，支撑用户完成了2万多个实验课题，在原子、分子尺度上解析和研究了许多重要的物质微观结构和作用机理，解决了许多重要科学和关键技术问题，发表研究论文超过11000篇（包括《科学》《自然》《细胞》等论文220余篇），其中多个成果获得国家自然科学奖、国家科技进步奖和国家科技发明奖。
此次，“上海光源线站工程”通过国家验收，意味着上海光源在已有基础上，新建了16条性能先进的光束线站，拓展了光源性能，建立了用户辅助实验室和用户数据中心等，为生命科学、材料科学、化工催化等多学科领域的科研攻关提供有力支撑。
上海光源究竟是做什么的？它能为科学研究提供哪些支撑？不妨通过几个具体案例了解一下。
5月27日，上海光源内景。澎湃新闻记者 李佳蔚 图
首先，上海光源推动中国结构生物学实现跨越式发展。它支撑着许多科研机构和企业，在蛋白质复合物、膜蛋白以及新发流行病毒相关的蛋白质结构与功能研究中取得了一批具有国际影响的重要成果。
举个简单例子，在面对病毒导致的新发性紧急公共卫生事件时，上海光源支撑科学家第一时间利用大分子X射线衍射实验平台解析了一系列如禽流感、埃博拉、寨卡、基孔肯雅、新冠等病毒的相关蛋白结构，并揭示了其传播机制，为新型病毒疫情的防控提供了重要依据，并为抗病毒药物的研发奠定了坚实的基础。此外，上海光源还进一步支持了多家科研机构与药企联合研发相关疫苗、抗体药物及小分子药物等。
其次，上海光源推动中国能源催化领域取得若干重大原创成果。科研机构、高校、企业等用户，充分利用上海光源众多宽能谱、快时间分辨、高能量分辨多方法谱学线站，在电催化、燃料电池、甲烷转化、氢气制备、光催化、二氧化碳转化等催化反应过程关键的构效关系研究中，取得一系列有国际影响力的重大原创成果。
比如，具有普适性的“纳米限域催化”研究获2020年度“国家自然科学奖一等奖”。此外，由用户科学家首先提出“单原子催化”概念并在上海光源率先完成实验证实的系列成果入选了美国化学会评选出的2016年度化学化工领域“十大科研成果”，助推其相关研究成果完成一系列产业化应用。
第三，上海光源推动中国高压科学研究达到国际一流水平。上海光源通过持续发展高温、高压原位实验技术和方法，不断突破高压压力极限，静态加载已超过400GP，动态加载超过600GPa，成为国际上综合能力领先的同步辐射高压科学研究实验设施，推动用户在材料科学、地球科学、前沿基础科学等领域取得了一系列重要成果。
例如，寻找到具有更高超导转变温度的铁基超导体，解决了氮化硅陶瓷室温脆性的世界性难题；对纳米纯金属镍的高压变形研究，刷新了对纳米材料强化中临界晶粒尺寸现象的认识；对地球氧循环过程提出了新的深部造氧理论，等等。
5月27日，上海光源内景，相关检测设备。澎湃新闻记者 李佳蔚 图
第四，上海光源已成为中国基于结构的创新药研发中不可或缺的关键一环。通过发展快速、智能化的小分子片段筛选技术，它可以支撑科学家、科研机构和医药企业显著缩短基于结构的新药研发周期，助力提升中国在全球医药研发领域的竞争力。
例如，上海光源已为40余家药物研发机构提供技术服务，其中百济神州利用生物大分子晶体学线站开发的抗癌新药“泽布替尼”于2019年11月在美国获批上市，成功改变了中国抗癌药“只进不出”的局面，成为中国首个年销售额超过十亿美元的药物分子。其他成功上市的药物包括PD-1抗体百泽安和华领医药的华堂宁；还有多款药物正在进行临床试验。
第五，上海光源面向产业应用助力解决多个关键技术“卡点”。例如，上海光源突破极紫外光刻胶性能检测关键技术，解决了国内极紫外光刻胶研发过程中的表征难题；通过原位观测，解决核心工艺难题，支持高性能高强碳纤维材料国产化千吨量产，支持攻克车身一体化压铸成型技术，解决了高性能高铁接触线连铸工艺；支持开展复兴号材料工艺改良验证；支持化工领军企业创制出2种具有国际分子筛结构代码的新型分子筛。
目前，上海光源已为超过100家企业提供了定制化服务，涵盖生物制药、化学化工、新能源、高性能材料等领域，并通过创新合作方式建设石化产业应用专用线站，系统性、持续性地解决了其产业的核心技术问题，提升了行业核心竞争力、持续发展和技术创新能力。
接下来，上海光源的作用将得到进一步发挥。
邰仁忠表示，十五年来，上海光源服务了全国各领域大量科学家、科研机构和科创企业，产生了一大批有影响力的成果。随着上海光源线站工程建成，上海光源拥有了国际一流的同步辐射实验方法体系，综合能力实现跨越式提升，未来将更有力地服务于重大科学问题突破与国家战略需求。