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新華日報:科技界弄潮兒邁向創新創業“塔尖”

發布時間:2019-11-20|瀏覽次數:

全國“挑戰杯”大賽江蘇斬獲十項特等獎

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科創江蘇

大學生科技創新的“奧林匹克”盛會——第十六屆“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽終審決賽近日落下帷幕。今年競賽評審委員會評出特等獎作品35件、一等獎作品105件、二等獎作品286件、三等獎作品786件。其中僅在特等獎中,江蘇高校就斬獲了10項,成績亮眼。

這個被公認為大學生科技賽事中影響力最大、覆蓋面最廣、參與者最多的盛會已經邁入第30個年頭,培養出了一批“站在塔尖”的創新型科技弄潮兒。

在35件特等獎作品中,江蘇高校斬獲10項,成績亮眼。其中包括揚州大學《水稻粒重基因qPE9-1和OsGASR9的功能研究》等三件作品,南京航空航天大學《碳纖維復合材料自加熱原位固化設備》等兩件作品,東南大學《高精度多維力傳感器及航天員生物力學測量系統》等兩件作品,南京郵電大學《高性能量子數字簽名系統》作品,南通大學《免疫檢查點的調控機制研究》作品,江蘇大學《快速救災搶險高效自循環自吸離心泵關鍵技術研究》作品。

堅守“中國飯碗”的青春力量

離心、提DNA、跑膠……清晨七點不到,《水稻粒重基因qPE9-1和OsGASR9的功能研究》獲獎團隊的帶頭人揚州大學農學院本科生李相伯已經馬不停蹄地投入到實驗“戰斗”中去了。

作為我國最重要的糧食作物之一,水稻的產量一直是社會關注的焦點,而在左右水稻產量高低的因素中,粒重是一項重要指標。

“水稻粒重由粒長、寬、厚和籽粒充實度共同控制,與產量密切相關,因此克隆出水稻粒重調控基因,闡明其功能和作用機制,就能在分子水平上按照育種目標對水稻粒重進行操控,進一步挖掘水稻的增產潛力?!崩釹嗖檣?,在導師周勇教授的指導下,他和團隊成員經過近四年的探索、試驗和分析,終于明確了能正調控水稻粒重關鍵基因的遺傳效應,為利用分子生物學技術改良水稻產量性狀、培育水稻高產新品種提供新的基因資源和遺傳信息。

據了解,李相伯團隊通過利用多種先進的遺傳學技術手段,系統對兩個水稻粒重基因qPE9-1和OsGASR9進行了功能解析,明確了這兩個基因均正向調控水稻粒重。相關研究結果已相繼發表于《Rice》《Plant Science》等國內外知名期刊。

大二起始,李相伯便積極申報并主持了校級科創項目《水稻直立穗基因qPE9-1的功能研究》?!案芯醴腫擁氖瀾綰苊爛??!彼ψ潘?,看似復雜的分子實驗和深奧的遺傳知識一下子把他吸引住了。大三實習時,李相伯毫不猶豫地選擇留在周勇教授課題組開展更深一步的學習研究。

“一入科研深似海?!崩釹嗖蛉さ廝?,自此之后他就徹底沒有了周末,整天泡在實驗室?!氨熱夢頤強吹攪恕酵饃健?,獲獎讓我們更加堅定了科研路,這樣的經歷將影響我們的一生?!崩釹嗖?,“作為農科學子,我們希望發揮專業優勢、攻堅克難,用青春力量為中國人手中的飯碗再添一把中國糧?!?/p>

李相伯表示,未來他們將在老師的指導下,對OsGASR9和qPE9-1的互作關系以及調控水稻粒重具體通路的分子機制進行深入研究,進而為高產育種提供重要技術手段。

點亮腫瘤治療生命之光的一小步

“如何通過研究腫瘤免疫療法的關鍵靶點PD-L1,精準地找到腫瘤逃避免疫系統的機制,有效抑制腫瘤細胞的生長。我從大一接觸到這個課題,三年多來,放棄了所有寒暑假,埋頭實驗?!碧氐冉畢钅俊睹庖嘸觳櫚愕牡骺鼗蒲芯俊吠哦癰涸鶉宋庥⒊篩鋅馗嫠嘸欽?。

免疫療法是什么?美國前總統卡特在90歲高齡被確診惡性黑色素瘤,嘗試了多種傳統療法都沒有取得好的效果。然而6個月后,卡特總統的腫瘤得到了完全緩解,這是因為他使用了一種全新的治療方法——免疫檢查點抑制療法。

然而此治療方法在不同人群、不同腫瘤、不同個體中,療效差異巨大,這就需要研究腫瘤免疫療法的關鍵靶點PD-L1。PD-L1又是什么呢?團隊指導老師范義輝打了個比方,免疫細胞就像警察,腫瘤就像壞人?;等舜魃螾D-L1這種面具,使警察發現不了他。

到底這些“面具”是怎樣戴上的?為什么同樣的“面具”有厚薄之分呢?能否找到一個分子開關將其徹底關閉,從而實現對不同個體進行精準治療呢?項目團隊圍繞這些問題進行了研究。

研究的過程也是不斷發現、不斷探索、不斷創新的過程。常理來講,年齡越大,人體的免疫力越低。然而實驗發現,隨著年齡的增長,人體的固有免疫力越強。這一發現,讓吳英成產生了困惑。在老師的指導下,他又更換了一種實驗方式去驗證,利用高通量測序,分析發現衰老會改變腫瘤微環境,最終印證了他們的實驗結果。

經過堅持不懈的努力,團隊系統率先發現PD-L1上游的一個分子開關是其高表達的本質原因,首次提出內皮細胞可作為評價腫瘤預后效果的新型生物標記物。由于該項目找到了腫瘤免疫治療個體差異的關鍵原因,被《國際腫瘤學》選為研究亮點。

“我是百萬醫學生中的一個,我做的,也只是一個小項目。但我希望,我們的一小步,能為治療腫瘤的一大步作出貢獻。發現更高效的免疫療法,點亮腫瘤治療的生命之光!”吳英成說。

解泵企難題的創新突破

“作為搶險救災的自吸泵,它的高效和快速體現在哪里?”

面對評委的提問,特等獎作品《快速救災搶險高效自循環自吸離心泵關鍵技術研究》負責人、江蘇大學流體機械工程技術研究中心研三學生施亞是這么回答的,“高效,就是不同尺寸產品的運行效率提高5到10個百分點;快速是和傳統自吸泵比,自吸時間明顯縮短,我們有一款產品自吸時間縮短了20%?!?/p>

自吸離心泵是救災搶險的關鍵裝備。在搶險救援過程中,泵作為系統的核心動力源裝置,水力性能、效率與自吸性能直接關聯著整個系統的有效運行。

2017年暑假,準研究生施亞來到溫嶺一家泵業上市公司實習。一個半月的企業實習里,企業工程師向他透露了一個信息:我國自吸泵產品起步晚、性能低,和國外產品比有很大差距,“具體到性能指標上,就是存在自吸高度低、自吸時間長、運行效率差三大攔路虎?!?/p>

此后,施亞業余時間都撲在了自吸泵研究上。他和團隊成員分工合作,先從理論入手、查閱論文,然后數值模擬,有初步方案后再去企業實驗室進行樣機試驗。

研究過程困難很多。比如,施亞負責的一個項目創新點——非對稱雙出口導流器的設計。傳統的蝸殼只有一個出口,導流器中氣水分離慢導致自吸性能不佳,施亞就從改變結構、擾動內部流場入手,提出了非對稱雙出口導流器結構,并針對兩個出口的位置和角度進行不斷優化。

試驗過程中,優化效率始終達不到目標。但國內外沒有相關資料可以參考,團隊不知道嘗試了多少次,才找到了最佳方案。

在北航比賽現場,他們帶去了一個1.5噸自吸泵進行展示,這個重量級的自吸泵用在流量大的搶險現場,每小時可以排出400立方米的水。一位北京的老師看到后,感嘆說,2012年“7·21”北京特大暴雨,如果用上這種自吸泵會減少很多的損失。

由他們開發的一款產品樣機經檢測,泵效率為55.35%,比國家標準的規定值相對提高了7.1%,比市場占有率最高的本田款產品的效率相對提高了48.3%,自吸高度5m時的自吸時間為68s,比國家標準的規定值縮短了32s,比本田款產品縮短了4s。

從2018年2月第一臺樣機面試,到同年5月投入生產。新界泵業自吸泵的銷售量達到21萬臺,新增銷售額6930萬元;徐州豐源泵業生產的大型自吸泵銷售一萬多臺,新增銷售額3230萬元。團隊也發表論文14篇,申請發明專利12項,其中已授權發明專利2項。

施亞常常和團隊小伙伴一起暢想,未來可以在自吸泵上加入控制系統,根據實際工況的改變自動調節運行情況,“泵的應用非常廣泛,我們可以利用新技術、新手段,使得水泵性能不斷優化,更加高效、更加節能?!?/p>

本報記者 王 拓 楊頻萍

文章來源:《新華日報》2019年11月20日12版

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