青島日?qǐng)?bào)社/觀(guān)海新聞3月16日訊 水清鶴吟，山幽虎嘯，草木蔓發(fā)，群山可望……這是生機(jī)勃發(fā)的中國(guó)，也是一幅以生物多樣性勾勒出萬(wàn)物和諧共生的生態(tài)圖景。
從1992年成為最早簽署《生物多樣性公約》的締約方，到如今生物多樣性保護(hù)取得長(zhǎng)足成效，中國(guó)作為世界上生物多樣性最豐富的國(guó)家之一，秉持人類(lèi)命運(yùn)共同體理念，一直積極參與全球生物多樣性治理。在強(qiáng)化保障能力的過(guò)程中，科技已經(jīng)成為解決方案不可或缺的重要組成。
以科技守護(hù)生命演化，在中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院黃海水產(chǎn)研究所的海洋漁業(yè)種質(zhì)資源庫(kù)，在中國(guó)科學(xué)院昆明動(dòng)物研究所的中國(guó)西南野生生物種質(zhì)資源庫(kù)，在中科院武漢病毒所國(guó)家病毒資源庫(kù)、國(guó)家基因庫(kù)、南方海洋科學(xué)與工程廣東省實(shí)驗(yàn)室（珠海）海洋生物資源庫(kù)等多項(xiàng)國(guó)家重大戰(zhàn)略工程，青島海爾生物醫(yī)療股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“海爾生物”）依托低溫制冷等核心技術(shù)，融合物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等數(shù)字技術(shù)，將科技創(chuàng)新與生物遺傳資源保護(hù)、實(shí)驗(yàn)室研究等場(chǎng)景相融合，為生物多樣性筑起安全屏障。
打破國(guó)外壟斷，用自主科技守護(hù)種質(zhì)資源
在發(fā)展中保護(hù)，在保護(hù)中發(fā)展。2021年10月8日，國(guó)務(wù)院新聞辦公室發(fā)布了《中國(guó)的生物多樣性保護(hù)》白皮書(shū)，宣布我國(guó)持續(xù)加大遷地保護(hù)力度，系統(tǒng)實(shí)施瀕危物種拯救工程。相比于傳統(tǒng)的遷地保護(hù)方法，對(duì)配子、胚胎、血液、組織等野生生物種質(zhì)資源進(jìn)行冷凍保存可以使細(xì)胞新陳代謝和分裂速度減慢或停止、一旦恢復(fù)正常生理溫度又能繼續(xù)發(fā)育，正在逐漸替代活種保護(hù)，成為最有效的遷地保護(hù)方式，為種質(zhì)資源的長(zhǎng)期保存、長(zhǎng)距離運(yùn)輸提供可能，這既需要超低溫冷凍技術(shù)保存配子、胚胎、組織等種質(zhì)資源，實(shí)現(xiàn)野生物種的易位保存，需要智慧物聯(lián)等數(shù)字技術(shù)的創(chuàng)新融合，也同步應(yīng)用到種質(zhì)數(shù)據(jù)采集、整理、分析、監(jiān)測(cè)等環(huán)節(jié)，大幅提高實(shí)驗(yàn)室運(yùn)營(yíng)效率。
中國(guó)西南野生生物種質(zhì)資源庫(kù)，作為我國(guó)生命科學(xué)領(lǐng)域首個(gè)重大基礎(chǔ)設(shè)施，是世界上僅有的兩個(gè)按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)建立的野生生物種質(zhì)資源庫(kù)之一，保藏能力達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。其中，在動(dòng)物種質(zhì)資源庫(kù)內(nèi)，藏有11000多物種、共20余萬(wàn)份動(dòng)物組織、核酸、細(xì)胞樣品。
“現(xiàn)在來(lái)說(shuō)，我們不需要保存完整的動(dòng)物個(gè)體，而是取動(dòng)物個(gè)體的一小點(diǎn)血液、組織、毛發(fā)等，并保存在一根手指長(zhǎng)度的小管中即可。”中國(guó)科學(xué)院昆明動(dòng)物研究所工程師表示，這樣的保存手段既可以減少對(duì)動(dòng)物的傷害，又可以節(jié)省存儲(chǔ)空間。
為了更快捷、更安全地保存和管理生物資源，海爾生物與中科院昆明動(dòng)物研究所聯(lián)合建成了百萬(wàn)級(jí)超低溫自動(dòng)化種質(zhì)資源庫(kù)，并開(kāi)發(fā)出擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“動(dòng)物種質(zhì)資源信息管理系統(tǒng)”。在這套種質(zhì)庫(kù)中，機(jī)械手臂可在-80℃的環(huán)境下，精準(zhǔn)挑選單個(gè)種質(zhì)資源樣品，還不會(huì)對(duì)其他樣品產(chǎn)生影響。而整個(gè)過(guò)程，無(wú)需讓人來(lái)操控。
中科院昆明動(dòng)物研究所動(dòng)物種質(zhì)資源庫(kù)
應(yīng)用在超低溫自動(dòng)化種質(zhì)資源庫(kù)的這套技術(shù)，是基于海爾生物自主研發(fā)的樣本全溫域智慧物聯(lián)解決方案，它創(chuàng)新研發(fā)-90℃千瓦級(jí)高效復(fù)疊低溫技術(shù)，突破了大冷量超低溫制冷技術(shù)，并搭載基于5G的樣本信息智慧管理系統(tǒng)，配合圖像/射頻樣本精準(zhǔn)定位技術(shù)，可突破-90℃超低溫環(huán)境，用“眼睛”實(shí)時(shí)鎖定樣本位置，使得采用航天級(jí)別材料的機(jī)械手能在60秒內(nèi)從100萬(wàn)份樣本中，精確存取任一樣本。同時(shí)，種質(zhì)庫(kù)內(nèi)采用120℃大溫差超穩(wěn)桁架自動(dòng)化平臺(tái)，解決了大溫差下“熱脹冷縮”引起的結(jié)構(gòu)變形超限影響。
2017年，經(jīng)中國(guó)輕工業(yè)聯(lián)合會(huì)專(zhuān)家組一致鑒定，相關(guān)技術(shù)已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，并累計(jì)申請(qǐng)了118項(xiàng)專(zhuān)利，破解了“卡脖子”核心技術(shù)，打破了國(guó)外技術(shù)的壟斷。2021年，由中國(guó)制冷學(xué)會(huì)、海爾生物主導(dǎo)制定的《自動(dòng)化低溫生物樣本庫(kù)》標(biāo)準(zhǔn)正式發(fā)布，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)這一領(lǐng)域的空白。
基于此項(xiàng)技術(shù)，科研人員在種質(zhì)資源保護(hù)和管理的過(guò)程中，讓無(wú)關(guān)樣本零暴露、外部環(huán)境零感染、精準(zhǔn)存取零差錯(cuò)，存取效率提升80%、人員免于低溫傷害等成為現(xiàn)實(shí)，實(shí)現(xiàn)了海量生物資源從入庫(kù)到出庫(kù)全流程的自動(dòng)化、智能化、無(wú)人化管理。由此，庫(kù)內(nèi)數(shù)以萬(wàn)計(jì)的珍稀、特有動(dòng)物種質(zhì)資源得以高質(zhì)量保藏，為科研發(fā)展及可持續(xù)利用提供基礎(chǔ)。
“物聯(lián)網(wǎng)+”實(shí)驗(yàn)室，以種質(zhì)數(shù)據(jù)護(hù)航生物多樣性
2022年中央1號(hào)文件指出，“加強(qiáng)種質(zhì)資源保護(hù)，加快育種創(chuàng)新”，要求“深入實(shí)施種業(yè)振興行動(dòng)”。作為農(nóng)業(yè)生物種質(zhì)資源的重要組成部分，海洋漁業(yè)生物種質(zhì)資源是推動(dòng)國(guó)家漁業(yè)科技原始創(chuàng)新，助力漁業(yè)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化發(fā)展必備的物質(zhì)基礎(chǔ)。
2021年11月，隨著這座我國(guó)迄今投資規(guī)模最大、保存規(guī)模最大、設(shè)施最先進(jìn)的海洋漁業(yè)種質(zhì)資源庫(kù)揭牌成立，海爾生物牽手中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院黃海水產(chǎn)研究所，將物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、5G等新興技術(shù)融入傳統(tǒng)水產(chǎn)實(shí)驗(yàn)室科研場(chǎng)景，打造出智慧實(shí)驗(yàn)室管理場(chǎng)景方案，助力海洋漁業(yè)科研智慧化升級(jí)。在海爾生物智慧實(shí)驗(yàn)室管理方案支持下，水產(chǎn)實(shí)驗(yàn)室一改傳統(tǒng)工作模式，科研人員、儀器設(shè)備、環(huán)境、倉(cāng)儲(chǔ)、項(xiàng)目等多個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)了互聯(lián)互通，破解了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室孤立、封閉、安全隱患的管理難題，形成綜合性的智慧管理平臺(tái)系統(tǒng)，助力國(guó)家海洋漁業(yè)生物種質(zhì)資源庫(kù)現(xiàn)代化建設(shè)。
國(guó)家海洋漁業(yè)生物種質(zhì)資源庫(kù)
在實(shí)驗(yàn)室智慧大屏“中樞大腦”的監(jiān)控下，國(guó)家海洋漁業(yè)生物種質(zhì)資源庫(kù)實(shí)現(xiàn)了人、環(huán)境、設(shè)備、樣本的互聯(lián)互通和全流程信息可追溯，讓海洋經(jīng)濟(jì)種、生態(tài)種、特有種、稀有種和瀕危種等各種珍貴的海洋漁業(yè)生物種質(zhì)資源，得以安全保存與高質(zhì)量利用。同時(shí)，智能監(jiān)控平臺(tái)軟件的建立，也讓智慧硬件、環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器、智慧用電管理系統(tǒng)、養(yǎng)殖系統(tǒng)監(jiān)控等全流程信息集成至監(jiān)控平臺(tái)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、環(huán)境指標(biāo)、活體庫(kù)養(yǎng)殖系統(tǒng)等信息實(shí)時(shí)監(jiān)控，為科研提供精確研究數(shù)據(jù)，這也為海洋漁業(yè)智慧發(fā)展，保護(hù)生物多樣性帶來(lái)新的探索方向。
從種質(zhì)資源庫(kù)建設(shè)到種質(zhì)實(shí)驗(yàn)室管理，海爾生物通過(guò)自主創(chuàng)新，專(zhuān)注于生物種質(zhì)資源的保護(hù)與管理，憑借全溫域智慧物聯(lián)解決方案對(duì)種質(zhì)資源的360°全方位呵護(hù)，以及定制化智慧實(shí)驗(yàn)室場(chǎng)景解決方案，還幫助了中科院武漢病毒所國(guó)家病毒資源庫(kù)、國(guó)家基因庫(kù)、南方海洋科學(xué)與工程廣東省實(shí)驗(yàn)室（珠海）海洋生物資源庫(kù)等多項(xiàng)國(guó)家重大戰(zhàn)略工程，為野生生物種質(zhì)源保護(hù)與管理打造安全穩(wěn)定方案，筑牢生物多樣性保護(hù)科技屏障，保護(hù)生物多樣性，推動(dòng)可持續(xù)發(fā)展。（青島日?qǐng)?bào)/觀(guān)海新聞?dòng)浾?楊光）
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