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高校实验室的抗疫故事

时间:2020-03-18来源:中国科学报

“我们已经安装好了,正在试机,希望会有帮助,非常感谢!”

屏幕上,身着厚厚防护服的武汉市红十字会医院呼吸二病区主任杨英梅的语气中透露出几丝疲惫,但更多的是兴奋。屏幕前,北京工业大学生命科学与生物工程学院教授马雪梅认真地倾听着,微微点着头。

杨英梅正在试机的设备,正是马雪梅带领团队研发完成的新型氢氧雾化呼吸机。

“多数新冠肺炎危重症病人存在痰不多但黏稠的特点,这给呼吸机的应用带来较大困难。而氢气由于在体内代谢产物只有水,对人体的安全性得到广泛认可。氢氧呼吸机通过电解水工作,操作简单,而且不会对现有治疗产生干扰。”对于自己的成果在此次疫情防治中所起的作用,马雪梅很有自信。

如马雪梅一样,面对此次突如其来的新冠肺炎疫情,国内各高校的科研人员都在尽自己所能贡献科技力量,高校的实验室已然成为疫情防控的另一个“主战场”。

疫情下的学科融合

早在今年春节期间,各高校针对新冠肺炎疫情的科研“集结号”便已经吹响。

1月26日,农历大年初二。在国内某重点高校,一支由该校主管科研的副校长带队的疫情工作专项小组便在浓浓的年味中成立了。“工作组把学校不同学院和学科的老师汇聚在一起。大家通过网络交流、讨论面对疫情应往哪个方向进行科研攻关。”接受《中国科学报》采访时,该校科研院副院长刘丹回忆说,很快,他们就启动了一个科技专项,分两批开始资助与新冠肺炎防治相关的20个科研项目。

实际上,在此次疫情中,针对防控工作中的某个科研专项进行联合攻关,成为了国内高校普遍采取的一种方式。尤其是在2月1日,教育部公布《关于加强高校新型冠状病毒防治科研攻关的通知》,对各高校提出“充分发挥创新优势,立即行动,加快开展科研攻关”的要求后,高校的相关科研活动变得更加普遍。

这样的联合攻关在取得丰硕的科技成果的同时,也为高校本身的科研生态带来了一定的改变。

2月4日,电子科技大学下发《关于加强新型冠状病毒防治科研攻关的通知》,明确鼓励不同单位协同攻关、跨学科合作,并将协助相关科研人员协调各方优势力量,充分发挥附属医院作用,集智攻关。通知下发后,该校科研人员纷纷寻找自身科研与疫情防控的结合点,进行科技攻关,其中就包括该校公共安全技术研究中心主任殷光强。

殷光强研究的项目是全域测温雷达系统。据他介绍,该系统能够实现无感知、无障碍的全天候24小时高精度测温,“同一时间检测体温的人数可达24人次,检测时间仅为100毫秒,测温精度误差在±0。1℃以内”。

这是该团队为抗击疫情专门紧急攻关研发的系统。在研制过程中,由于涉及人脸识别、深度学习等与传统光电技术“不搭界”的技术,该团队根据通知精神,大量吸收了学校其他学科的研究人员加入。“如果算上博士生,可能吸收了超过一百人。”

“这是很有意思的现象。”受访时,殷光强说,疫情压力下,很多围绕疫情的科研项目,无形中将不同领域的科研人员都调动了起来,而按照传统科研模式,单个团队单枪匹马是不可能具有如此快速的反应能力的。“在某种程度上,疫情的压力促进了高校的学科融合。”

对此,刘丹也深有体会。此前,他们曾针对科学交叉融合的制度设计进行过专门探索,得出的结论是任务牵引学科交叉更加自然顺畅。“疫情下,具体任务当前,老师对于学科交叉的内生动力要比以往更加强烈,这也算是疫情带给高校科研工作的一个‘正向作用’。”她说。

校园里的“科研囧途”

相比于“正向作用”,此次疫情对高校科研工作造成的阻碍显然要大得多。

在此次疫情中,中国科学技术大学化学与材料科学学院科研团队面对的主要课题是“核苷类似物”抗病毒药物的高效规模量产。然而,就在实验进行到关键阶段时,由于交通管制,实验室原本的原料供货商无法及时送货。无奈之下,团队几番周折联系专车,在办理完各种手续后,到位于河北的生产厂家取货,往返距离近2000公里。

“这中间各种经历,简直可以拍一部《科研囧途》的电影了。”团队成员、该院教授顾振华打趣地说。而更为窘迫的是,有些中间体实验原料由于生产厂家没有复工,导致他们即使有钱也买不到,团队成员只能早中晚不停歇地自己动手合成原料。

面对疫情造成的困难,很多科研团队都选择了“自己动手,丰衣足食”。

殷光强团队面临的最大难题是由于疫情,团队成员都分散在各地,尤其是一些博士生、硕士生无法返校,这给他们的科研工作带来了很多不便。不过,他们也创新了一套自己的解决方式。

“比如,由于无法到实验室使用设备,我们就研发了一套远程调度系统,可以远程操作设备进行试验。”殷光强说,其实在此之前,他们也进行过一些类似的尝试,但由于对网络环境的要求很高,操作起来并不顺利。而现在他们“被逼得没办法”,只能通过一些算法优化,克服一般网速所带来的网络延时等问题。

“这也算是疫情之下被逼出来的一点‘小创新’吧。”殷光强笑着说。不过,他又补充道:“谁知道这个小创新后面,是否还会隐藏着一些大用途呢?”

由于疫情的阻断,人手缺乏是当前很多高校科研团队面临的难题,不过对于刘丹来说,这个难题相对好解决一些。

“作为工科院校,刘丹所在学校的很多课题是与企业联合开展的。而很多企业,尤其是高技术企业,在此次疫情中并没有停止自己的科研工作,这就给高校研究人员提供了便利。”她说,这也在一定程度上提醒我们,高校应该与企业建立一种“贯通式”的科研创新机制。无论是疫情期间还是平时,这点都十分重要。

有待解决的“落地问题”

杨英梅此次调试的氢氧雾化呼吸机,是她不久前联合企业,向抗疫一线捐赠的20台呼吸机中的一台,这批物资价值近140万元。马雪梅介绍,未来他们将在武汉和黄冈当地医院,开展氢氧机用于改善新冠病毒肺炎患者症状辅助治疗的临床研究。

事实上,当自己手中拥有可以为抗疫提供帮助的科研项目或产品时,捐献是很多高校科研人员选择的一条“捷径”。

多年来,西北大学化工学院教授范代娣一直致力于稀有人参皂苷类增强免疫力和体力支撑产品的研究。其相关科研也入选了该校的应急科研专项。此前,范代娣研发的一款可以用于湿疹和过敏治疗的产品,已经用于全国上千家医院并取得了很好的效果。当陕西省组织医护人员赶赴疫情一线时,一些人员的行囊中便有这款产品。

得知这一消息后,范代娣主动联系学校和陕西省慈善总会,联合企业为一线医务人员捐赠了价值500多万元的相关产品。“起初,对方说要买,我觉得直接捐一些不就行了么?”受访时,范代娣笑着说。

不过,在刘丹看来,高校科研人员的个体捐赠固然精神可贵,但这显然不是解决高校科研项目落地的主要模式。“如何把实验室的成果尽快地用于一线救治,这依然是我们面临的最重要问题之一。”

在该校此前设立的20个科技专项中,目前已经产出成果并落地的项目约有一半,另外那些没有落地的项目多为长线项目或基础性研究。“至少目前来看,我们的落地情况还是不错的。”刘丹说,这其实得益于项目立项之初,校方对于候选项目的精挑细选。

“在面对重大突发问题时,高校如何有效调动校内资源,同时选择最适宜的项目进行培养,这考验的是高校本身的科研组织能力。”她说,当课题组攻关变为大团队作战时,要实现科研组织的最优化,还需要学校的顶层设计做出一定调整,这也是此次疫情留给我们的一个启示。

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