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学科交叉铸利器 科技抗疫谱新篇

核研院联合医学院、中广核技公司等成功研发电子束灭活冷链食品外包装新冠病毒技术

清华新闻网5月22日电 为贯彻落实习近平总书记对科技抗疫的指示要求,响应国务院加强对进口冷链食品的预防性全面消毒工作,核研院王建龙教授领衔的核环境技术团队积极行动,主动担当,利用团队擅长的电子束辐照技术,开展杀灭新冠病毒研究。3月29日,项目研究通过了由中国科学院原副院长詹文龙院士、赵红卫院士,中国疾控中心消毒学首席专家张流波等7位专家组成的专家组的评审。

专家组一致认为,该项目成果标志着我国在冷链食品包装表面新冠病毒灭活方面已经走在了世界前列,标志着第一代用于灭活冷链食品外包装新冠病毒的低能电子束装置完成研制。与传统的消毒技术相比,该技术具有杀毒彻底、绿色环保、对货物干扰少、穿透深度可控、处理效率高等优势。

2020年疫情期间,在国家国防科工局的支持下,王建龙团队与中广核合作,在湖北十堰西苑医院建成了利用电子束辐照处理医疗废水的示范工程。工程投入运行后,有效阻断了医疗废水中的病毒和抗生素向环境传播的途径,为利用电子束辐照技术杀灭冷链食品包装表面的新冠病毒奠定了坚实的基础。但是,杀灭冷链食品包装材料表面的新冠病毒,不仅需要辐射技术的基础研究成果,还涉及到电子束设备、辐照工艺开发。在全新的致命病毒和复杂的生物化学过程前,要想实现生命与健康保护,光靠单一的学科团队是不够的。王建龙与医学院张林琦教授组成了清华大学(核研院和医学院)、中广核技公司、中国科学院近代物理研究所、深圳市第三人民医院联合研究团队,争分夺秒地开展电子束灭活冷链食品外包装新冠病毒相关研究和技术开发。

组建联合研究团队

联合研究团队充分发挥多学科优势,综合多学科力量,统一领导、协同推进。2020年11月至12月初,王建龙团队和张林琦团队在清华大学开展联合攻关,在电子束灭活新冠病毒方法、工艺技术、灭活机理和病毒检测等方面进行探索。团队首先进行了模拟病毒的灭活实验研究,合作完成模拟新冠病毒在滤纸、纸盒、木材、玻璃、塑料等常见包装材料表面的辐照灭活实验。首次实验证明了电子束灭活新型冠状病毒的有效性和可靠性,揭示了吸收剂量与新冠病毒灭活之间的规律,发现吸收剂量在5-10kGy即可完全灭活重组冠状病毒。

团队在模拟病毒灭活的基础上,形成了电子束辐照灭活新冠病毒的总体技术方案,并申请了发明专利。2020年12月中旬,清华大学核研院与中广核技、深圳市第三人民医院签署了合作协议,利用深圳市第三人民医院的P3实验室,进行电子束灭活真实新冠病毒的验证实验。2021年1月10日至3月10日,联合团队经过11批次、190个样本的多次重复实验,验证了5~10kGy的电子束辐照可彻底灭杀真实的新冠病毒,经过三代盲传不显阳性,充分验证了电子束灭活新冠病毒的可靠性。同时,研究团队全面掌握了病毒滴度、载体介质、吸收剂量等因素对灭活效果的影响规律,得出了电子束灭活新冠病毒的方法,以及灭活有效性的判据。

根据生命、医学和物流专家的建议,联合团队经过实验研究和理论分析,创新性地提出,通过控制电子束的能量将杀毒对象锁定在冷链食品的外包装表面,既不会影响食品本身,也不会影响食品安全、品质和口感,有利于推广应用。不同于常规的直接穿透式的辐照,它对辐射源提出了新的挑战,团队需要研发低能量的电子束装备。经过中广核技和中科院近代物理研究所的联合攻关,团队成功研制了首台用于灭活冷链食品外包装新冠病毒的自屏蔽电子帘加速器设备,并完成了现场模拟实验,目前已具备部署、使用条件。

在习近平总书记来清华考察新冠肺炎防控科研攻关工作一周年之际,联合研发团队在科学研究、实验验证、技术与装备研发几个方面,取得了重大成果,为“外防输入”“人物同防”作出了新的贡献。

供稿:核研院

编辑:陈晓艳

审核:曲田 李晨晖

2021年05月22日 18:46:00

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