近日，由中國科學院上海交叉學科研究中心主辦的第112期交叉學科論壇“先進光電儀器與應用研討會”在滬召開。來自中科院上海技物所、遺傳發(fā)育所、長春光機所、上海光機所、南京農(nóng)業(yè)大學等單位的院士、專家代表60余人齊聚一堂，梳理了光電儀器在精準農(nóng)林、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域亟需解決的難題和發(fā)展方向。

中科院院士、中科院分子植物科學卓越創(chuàng)新中心/植物生理生態(tài)研究所所長韓斌坦言，在水稻表型與基因測序方面，我國使用的高端光電儀器主要靠進口，價格高昂，且維護成本高。“期待國內(nèi)能夠自主研發(fā)相關(guān)光電儀器，為水稻的基因精確測序、關(guān)聯(lián)分析、水稻雜種優(yōu)勢遺傳機制研究提供技術(shù)支撐。”

中科院遺傳與發(fā)育生物學研究所研究員降雨強認為，精準獲取高分辨率時空表型是后基因組時代的瓶頸，我國雖已經(jīng)逐步開展了表型組學設備的引進和研發(fā)工作，但主流超分辨顯微成像技術(shù)及其裝備都被國外進口產(chǎn)品壟斷，急需自主可控的高端光電儀器。

湖南省農(nóng)業(yè)科學院研究員朱明東則表示，進口儀器難以適應中國水稻產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實際需求，已成為我國水稻產(chǎn)業(yè)精細化、規(guī)?；l(fā)展的阻礙。

據(jù)了解，光電儀器是以光電子學為基礎，綜合利用光學、精密機械、電子學和計算機技術(shù)解決各種工程應用問題的裝備。不僅能夠應用于基因測序，在物質(zhì)監(jiān)測方面也發(fā)揮著重要作用。

當前，我國雖已逐步開展了表型組學設備的引進和研發(fā)工作，但主流超分辨顯微成像技術(shù)及光電裝備都被國外進口產(chǎn)品壟斷。

事實上，進口設備依然無法徹底解決我國的科研問題。與會專家介紹，進口的光電儀器難以適應我國基因監(jiān)測的實際需求，這已經(jīng)成為產(chǎn)業(yè)精細化、規(guī)?；l(fā)展的阻礙，我國急需研發(fā)自主可控的高端光電儀器。

值得注意的是，不同領(lǐng)域和應用細分對光電儀器的需求不同。

在育種方面，植株表型和生長環(huán)境監(jiān)測對科學高效育種十分重要。研究發(fā)現(xiàn)，基于光譜、紅外、激光等技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)植株生長各要素的全面監(jiān)測，但該類高端光電儀器的研發(fā)在國內(nèi)仍是空白。

一直以來，霉菌毒素的污染對農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)生產(chǎn)造成了巨大的經(jīng)濟損失，亟需研發(fā)霉菌類污染物在位檢測及脫毒處理一體化裝備，解決我國小麥赤霉病檢測技術(shù)難題。“該裝備應該具備覆蓋已知霉菌毒素的90%以上的能力，并且能夠完成分級處理任務。”中科院長春光機所研究員譚鑫說。

近年來，生態(tài)養(yǎng)殖領(lǐng)域迫切需要實現(xiàn)對重金屬、懸浮物、抗生素等有毒有害物質(zhì)的在線高精度監(jiān)測，企業(yè)等應用方提出了同時監(jiān)測多種危害物質(zhì)的新要求，相關(guān)的監(jiān)測裝備研發(fā)需盡快提上日程。

除了農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)，光電設備在壞境保護方面也表現(xiàn)出應用潛質(zhì)。

在對比了現(xiàn)有監(jiān)測技術(shù)的優(yōu)缺點后，中科院上海技物所研究員顧明劍發(fā)現(xiàn)，對有害氣體遠程實時監(jiān)測預警仍存在盲點。他認為，應該充分發(fā)揮紅外高光譜成像技術(shù)的優(yōu)勢，研發(fā)相關(guān)光電儀器。

水體污染監(jiān)測也能用到光電儀器。中科院安徽光機所研究員謝品華介紹，水體放射性核素在線監(jiān)測預警裝備將是光電儀器的又一應用。

事實上，光電儀器想在環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域遍地開花并不容易。中科院上海光機所研究員黃立華認為，先進激光技術(shù)在該類儀器中發(fā)揮著重要作用，應該重視并開展激光浮游菌粒子計數(shù)器和飛秒激光技術(shù)的研究。

通過用戶和研制單位的思想碰撞，與會專家認為，農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域?qū)怆妰x器裝備具有迫切需求，亟需研制高精度植株表型光電裝備、保障糧食安全的先進光電裝備、危害氣體實時監(jiān)測預警裝備和多元多模態(tài)危害物質(zhì)在線高通量監(jiān)測裝備等，解決“卡脖子”難題。

“研制過程中，要實現(xiàn)關(guān)鍵核心器件的自主可控，關(guān)鍵核心器件是高端光電儀器的重要攻關(guān)方向。”中科院上海技物所所長丁雷表示。