由上海技物所空間生命科學(xué)儀器團(tuán)隊研制的生物技術(shù)和生命生態(tài)科學(xué)實驗系統(tǒng)于2022年7月24日隨問天實驗艙成功發(fā)射。上述系統(tǒng)是我國空間站生命科學(xué)領(lǐng)域的核心實驗平臺,以構(gòu)建國家空間實驗室、滿足空間生命科學(xué)研究的迫切需求為目標(biāo),形成了“原位觀測+生命支持+精細(xì)操控”為特色核心技術(shù)鏈的空間特殊環(huán)境下生命科學(xué)儀器技術(shù)系統(tǒng)化方案。
目前,生物技術(shù)和生命生態(tài)科學(xué)實驗系統(tǒng)已在軌穩(wěn)定運(yùn)行半年,完成了包括動物細(xì)胞、植物和線蟲等5項空間生命科學(xué)實驗,均取得圓滿成功,在軌獲取了大量重要科學(xué)數(shù)據(jù),實現(xiàn)了我國首臺自研激光共聚焦顯微鏡的空間應(yīng)用,并在國際上首次完成了水稻“從種子到種子”全生命周期的空間培養(yǎng)實驗。
生物技術(shù)科學(xué)實驗系統(tǒng)獲得了首張空間激光共聚焦顯微成像圖片
生物技術(shù)科學(xué)實驗系統(tǒng)突破微納生態(tài)空間的環(huán)境調(diào)控技術(shù),解決了空間多維生物長周期密閉培養(yǎng)的難題。在空間細(xì)胞組織密閉培養(yǎng)方面,通過營養(yǎng)液換排、pH值調(diào)控、無菌環(huán)境保持等,完成了空間站灌流式干細(xì)胞培養(yǎng)實驗,建立了空間站細(xì)胞組織實驗平臺。首批細(xì)胞樣品由細(xì)胞上行生保支持裝置搭載天舟五號貨運(yùn)飛船運(yùn)送入軌,在軌實驗期間獲得了首張空間激光共聚焦顯微成像圖片?,F(xiàn)細(xì)胞樣品已被固定并低溫存儲,將隨神舟十五號飛船返回。
生命生態(tài)實驗系統(tǒng)完成國際首次空間水稻“從種子到種子”全生命周期培養(yǎng)
通用生物培養(yǎng)模塊,作為生命生態(tài)實驗柜的核心模塊,為科學(xué)實驗提供了穩(wěn)定的環(huán)境控制,包括溫控、光照、二氧化碳濃度及濕度等控制,同時創(chuàng)新性地供了雙溫區(qū)設(shè)計,使擬南芥和水稻同時在各自適宜的溫區(qū)進(jìn)行生長。首批擬南芥和水稻樣品進(jìn)行了總共長達(dá)4個月左右的試驗,在國際上首次完成了水稻“從種子到種子”的全生命周期培養(yǎng),現(xiàn)科學(xué)樣品已隨神舟十四號飛船返回地面,并交付科學(xué)方開展后續(xù)研究。第二批擬南芥樣品已隨神舟十五號飛船到達(dá)空間站,在通用生物培養(yǎng)模塊內(nèi)完成了40天的試驗,科學(xué)樣品已采集完畢,將隨神舟十五號飛船返回。
小型通用生物培養(yǎng)模塊開展了空間輻射計量及生物損傷評估技術(shù)科學(xué)實驗,線蟲芯片實驗盒于隨神舟十五號上行,經(jīng)過為期1個月的在軌實驗,已結(jié)束實驗完成固定液注入與錄像巡檢以及線蟲取樣和在軌儲存。
預(yù)計未來十年空間站生物技術(shù)和生命生態(tài)科學(xué)實驗系統(tǒng)將為國內(nèi)外近百個科學(xué)研究團(tuán)隊提供空間科學(xué)實驗服務(wù),為發(fā)現(xiàn)生命科學(xué)新現(xiàn)象、獲得生命規(guī)律新認(rèn)知、發(fā)展新型生物技術(shù)等提供技術(shù)途徑和解決方案,為建成國家級空間生物實驗室做出重要貢獻(xiàn)。
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