自主研发高真空光学冷台高效助力原位结构生物学研究——访“朱良漪奖”获得者中科院生物物理研究所李硕果

2022年1月，中国仪器仪表学会分析仪器分会十届三次理事会及“朱良漪分析仪器创新奖”颁奖在京举行。经过10位专家的会评，2021年“朱良漪分析仪器创新奖”最终评选出“创新成果奖”3项，“青年创新奖”4名。仪器信息网同中国仪器仪表学会分析仪器分会对“朱良漪创新奖”获奖人员进行了联合采访，本期我们的采访对象是“朱良漪青年创新奖”获得者中国科学院生物物理研究所李硕果。

李硕果 高级工程师 中科院生物物理研究所

主要成果：一种光镜电镜关联成像用光学真空冷台。其研制的成果在科技创新方面，为原位结构生物学研究提供了一种新型、高效的技术手段；在成果转化方面，合作研发产品已落户清华大学生命科学学院。

仪器信息网：请您介绍一下您自己，以及您所在的单位？

李硕果：感谢仪器信息网的采访，也再次感谢分析仪器学会对我的认可和鼓励。我2012年毕业于四川农业大学生命理学院生物物理学专业，同年加入中国科学院生物物理研究所蛋白质科学研究平台生物成像中心，是一名技术支撑工程师。我的研究方向是生物显微成像新技术新方法的研究，涉及到的主要成像技术包括：超分辨荧光显微成像技术、冷冻聚焦离子束技术和冷冻透射电镜技术以及配套的样品制备技术等。

仪器信息网：请介绍您进入仪器技术领域的机缘？您在仪器的研制和产业化方面开展了哪些工作，取得了怎样的创新成果?

李硕果：要说“进入仪器技术领域的机缘”，我觉得可能要得益于我的物理学背景。我本科专业是物理学，后来决定考研和从事科研工作。主要有两方面的原因：一方面是因为物理学是一门基础学科，在学习过程中我意识到，仅以一个受教育者的身份来学习，不足以深入了解一门学科，需要进一步进修和钻研；另一方面是现实原因，刚毕业的时候找工作确实很迷茫，没想好人生的发展方向，选择考研是希望能给自己进入社会前安排一个缓冲期，同时也可以慎重思考一下自己未来的职业规划。

我在读研的时候曾经有一段时间陷入过深深的迷茫与困惑，看待问题不够全面，经常判断错误，导致很多事情都进展不顺利，挫败感带来了很深的焦虑和自我怀疑，也是在那个时候产生了很多次放弃的念头。机缘巧合，我在这种很不成熟的情绪状态下竟然幸运地加入了生物物理所蛋白质科学研究平台。那个时候我就对自己说，也许是天意，那就再给自己一次机会吧。更幸运的是，我在生物物理所遇到了非常多优秀的前辈以及志同道合的朋友。

在生物物理所蛋白质科学研究平台韩玉刚主任，生物成像中心孙飞研究员、李栋研究员和季刚教授级高工以及各位同事们的指导、支持和帮助下，我先后以项目负责人的身份承担了中国科学院仪器设备功能开发项目和国家自然基金委青年基金项目，还参与了多项国家重点研发计划、中科院先导专项等，我们项目组团队设计完成了一款基于高真空光学冷台的冷冻光电关联成像系统HOPE，以及一款基于冷冻结构光照明的光电关联成像系统SIM-HOPE，申请发明专利5项，其中已授权2项（含1项美国发明专利）；申请实用新型专利3项，其中已授权3项，发表研究成果性论文5篇。

基于高真空冷台的冷冻光电关联成像系统HOPE

仪器信息网：您所研制的仪器成果解决了哪些实际问题，仪器的主要用户有哪些，成果的市场前景如何？

李硕果：由我们自主研发的高真空光学冷台HOPE，提出了一种全新的真空环境冷冻光学成像以及光电关联成像技术，解决了冷冻光电关联成像技术流程繁琐、操作复杂、实验效率低下的难题，研制成果——高真空低温光电关联荧光成像仪入选《2021年中国科学院自主研制科学仪器》最新产品名录，获中国国家发明专利授权一项，美国国家发明专利授权一项，发表SCI方法学论文一篇，技术应用论文2篇，还先后受邀在2018冷冻电镜国际研讨会（获最佳墙报奖）、2019年冷泉港亚洲专题研讨会等国际学术会议上就该成果的应用进展做大会报告。

2019年2月，就该研究成果达成技术成果转化协议，2020年6月，第一台合作研发产品落户清华大学并完成技术验收。随后，我们在该系统基础上完成升级的冷冻结构光照明光电关联成像系统SIM-HOPE也已经研制完成，并入选《2022年中国科学院自主研制科学仪器》最新产品名录。该研究成果已经提交了发明专利申请，并于2022年4月达成技术成功转化协议，后续的市场推广也在稳步推进中。

结构光照明成像技术的引入将有助于实现通过三维高分辨率荧光定位指导聚焦离子束对目标区域的精准加工，以及后续开展对目标区域生物大分子的原位高分辨率电子断层数据收集和高分辨数据重构，是对原位结构生物学研究的一大助力。

仪器信息网：作为一名同时熟悉技术开发和应用的人员，请您谈谈您对当前我国生物显微成像仪器研制和应用现状的看法，您认为在实际应用中，现有技术最需要解决的问题是什么？

李硕果：作为生物显微成像领域的一名科研工作者，我觉得我们处在一个机遇与挑战并存的时代。在技术基础方面，超分辨荧光成像技术、冷冻电镜高分辨率解析技术等等划时代的技术突破如雨后春笋，喷薄而出；在应用研究方面，随着技术的发展，多科学领域，特别是生命科学领域出现了非常多惊人的重大发现，并衍生出了越来越多的精细分支，而新的实际应用需求又将迫使技术不断更新迭代，引发新的技术突破。从眼前看，实际应用似乎更倾向于新技术新突破，但追本溯源，技术的发展，是根植于对基本原理的深刻理解和灵活运用。因此，我个人认为，现有技术最需要解决的问题是，科技工作者们对基本原理的深入认知，以及融会贯通。因为技术创新本质上，是对原理认知的提升和推演。

仪器信息网：对于此次获奖您有何感受？您认为“朱良漪分析仪器创新奖”将给青年人带来怎样的影响？

李硕果：首先要再次感谢分析仪器学会“朱良漪分析仪器创新奖”对我的认可和鼓励！我个人对本次获奖最大的感受是：深受鼓舞！真的很受激励，这些激励会让人获得被认可的满足感，进而转化为排除万难努力前进的动力。有一句话叫做“热爱是一种能力”，我觉得在个人成长过程中，“扶持”和“鼓励”真的是非常重要的一种力量，它能在你疲惫的时候给你注入新的力量，让你持续保持热爱的能力。

我是在获奖之后才了解到，朱良漪先生是我国仪器仪表行业、自动化控制技术行业最早和始终不渝的开拓者之一，是分析仪器行业的主要创始人，也是不断身体力行的实践者，而且，在他的指导和带领下，造就了一大批中、青年科技人材。朱老先生是一位对新生事物敏感而又敢于接受挑战的探索者，而这种精神和意志力正是需要年轻人用一生的时间去学习和锻炼的。我特别希望未来能有更多的科研工作者们可以获得这样精神层面上的鼓励与引导，这些对于年轻人来说才是最宝贵的财富。

仪器信息网：后续您还将开展哪些创新工作?

我未来近三年的工作重点是将我们的研发成果，包括高真空冷台和冷冻结构光照明光电关联成像系统进一步优化，同时结合聚焦离子束以及冷冻电子断层成像技术开展精准原位结构生物学研究。

关于“朱良漪分析仪器创新奖”

朱良漪，原机械部国家仪表总局副局长、中国仪器仪表学会分析仪器分会名誉理事长，是仪器仪表和自动化控制领域最早的开拓者，影响中国仪器仪表和自动化控制行业发展的奠基人。为纪念朱良漪先生矢志不渝推动我国分析仪器事业发展的精神，以及激发企业及广大科技工作者积极投身于分析仪器的创新工作中，由中国仪器仪表学会设置、中国仪器仪表学会分析仪器分会承办执行“朱良漪分析仪器创新奖”，共分为“创新成果奖”和“青年创新奖”两个奖项。

“朱良漪分析仪器创新奖”的设立不只是对朱老的怀念与敬意，更是对分析仪器创新精神的坚守与传承。自2017年举办至今，“朱良漪分析仪器创新奖”已成功颁发五届，先后有15项分析仪器创新成果、18位青年创新科学家获奖。