高能物理不“高冷”:食品保鮮、滅菌消殺、癌癥治療
“利用中子散射技術(shù),可以研究化妝品怎么透過人的皮膚,透過細(xì)胞膜進入細(xì)胞,進而改善膚質(zhì)?!敝袊茖W(xué)院院士、中國科學(xué)院高能物理研究所研究員陳和生的一席話吸引了不少女性的注意。
前不久,在中國科學(xué)院高能物理研究所成立50周年之際,北京市科學(xué)技術(shù)協(xié)會創(chuàng)新服務(wù)中心與中國科學(xué)院文獻情報中心、高能物理所聯(lián)合舉辦“見微知著 中國高能物理深根繁枝50載”系列活動第二期院士專家圓桌論壇,與會的院士、專家將高能物理與日常生活息息相關(guān)的應(yīng)用聯(lián)系在一起,努力傳遞一個信息:高能物理并不“高冷”。
“高能物理,有時候也稱作粒子物理,研究的是物質(zhì)最深層次的結(jié)構(gòu)?!敝袊茖W(xué)院院士、中國科學(xué)院高能物理研究所所長王貽芳說,高能物理領(lǐng)域有個基本方法是利用加速器來研究物質(zhì)深層次結(jié)構(gòu),目前全球大約有3.5萬臺加速器,其中一半在醫(yī)院,比如用于放射性同位素生產(chǎn)、醫(yī)療檢查、癌癥治療,還有大量的加速器用于消毒、改性、育種、安全檢查、加速器驅(qū)動的核嬗變以及核電站乏燃料處理。同時,也有大量的大科學(xué)裝置,比如同步輻射裝置,比如北京懷柔正在建設(shè)的第四代同步輻射光源,通過這些新的手段,將使人類對自然界的探索能力有一個巨大提升。據(jù)他介紹,加速器有很多應(yīng)用,比如輻照加速器,可以用于食品保鮮,醫(yī)療器械消毒、電纜加工、材料改性,等等。
“如果將輻照加工過的食品,像有機食品一樣貼上標(biāo)簽,就會發(fā)現(xiàn)超市里很多食品都是輻照加工過的。”中國科學(xué)院高能物理研究所黨委書記、研究員魏龍在介紹輻照應(yīng)用時說。
據(jù)他介紹,輻照是一種非常典型的工業(yè)化應(yīng)用,也稱為輻射加工,主要是利用高能伽馬射線或工業(yè)的、小型的加速器產(chǎn)生高能電子束,這些電子束和物質(zhì)互相作用時會產(chǎn)生電離效應(yīng),通過電離的物理、化學(xué)和生物效應(yīng),就能起到滅活、殺菌、材料改性等效果。
“比如我們長途運輸水果,它可能在路途中就會壞掉,這種情況下,可以通過輻照方式讓它延緩成熟,達到保鮮目的?!蔽糊堈f。
輻照的第二個廣泛用途是滅菌。魏龍表示,在處理一次性注射醫(yī)療用品時,如果按照傳統(tǒng)方式,即通過環(huán)氧乙烷進行熏蒸的化學(xué)方式處理,需要耗費一周的時間;但如果通過輻照方式,一天就可以解決。
輻照在生活中的第三個廣泛用途是冷鏈病毒消殺。魏龍舉例說,在一些冷藏食品運輸中需要消殺病毒,按照傳統(tǒng)的紫外線殺菌方式,只能處理冷藏食品的表面,但輻照射線,可以直接作用到被加工的物體內(nèi)部,從里到外消殺病毒。
“比如大家吃的方便面調(diào)料、鴨脖都是經(jīng)過輻照消毒的?!标惡蜕a充。他表示,高級電纜經(jīng)過輻照加速器作用后,化學(xué)分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,具有阻燃性,這些都是與生活密切相關(guān)的。
除了食品保鮮、滅菌消殺,高能物理還可以應(yīng)用到生命健康領(lǐng)域。陳和生表示,生命科學(xué)領(lǐng)域是同步輻射裝置和散裂中子源最主要的用戶領(lǐng)域之一。
陳和生說,過去30年中,大概有一半與化學(xué)、生理或醫(yī)學(xué)有關(guān)的諾貝爾獎都頒給了發(fā)現(xiàn)新的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的學(xué)者,而發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)最主要的方法就是同步輻射。同步輻射是研究人員了解生命過程、找到研究靶向的重要一環(huán)。
他舉了一個例子:10多年前,陳竺院士注意到,中國傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)中說劇毒砒霜可以治療某種類型的白血病。他和課題組就這一問題在北京同步輻射裝置上進行研究。他們在研究中發(fā)現(xiàn)砒霜進到白血病的細(xì)胞中后,能夠改變細(xì)胞結(jié)構(gòu),通過研究,陳竺院士找到了砒霜治療這種白血病細(xì)胞的機理。這一發(fā)現(xiàn)得到了國際同行的高度評價。
“這對于人民的生命健康非常重要?!标惡蜕硎?,現(xiàn)在有大批的制藥公司,會將生產(chǎn)的藥品送到同步輻射裝置上檢測分子結(jié)構(gòu),并根據(jù)檢測結(jié)果改進制藥過程。
陳和生指出,中子散射在生命科學(xué)的應(yīng)用也發(fā)揮重要作用。比如,有的公司利用中子散射技術(shù)研究化妝品怎么透過人的皮膚進入細(xì)胞,進而改善膚質(zhì)。
陳和生還表示,中子散射技術(shù)對細(xì)胞的損害很小,所以用該技術(shù)使研究藥物在細(xì)胞里的實際輸運和作用過程成為可能。
“取法其上,得乎其中。”王貽芳在論壇結(jié)束時表示,希望更多的人能夠理解,研究人員的本職工作依然是高能物理基礎(chǔ)研究,沒有高能物理,這些應(yīng)用都將變成無水之源、無本之木。
“既然高能物理有這么多應(yīng)用,我們更應(yīng)該支持高能物理基礎(chǔ)研究本身?!蓖踬O芳說。
中青報?中青網(wǎng)見習(xí)記者 李瑞璇 記者 張渺 來源:中國青年報
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