生物安全性研究篇1
关键词:高级别动物;安全实验室;生物安全管理;问题;要点
前言
随着社会经济的快速发展,人们对公共卫生的发展需求日益增加,为保障人们的健康,我国加大了预防和控制烈性传染病、新发传染病相关研究的资金投入和政策支持,尤其是2003年SARS疫情的暴发,新建了高级别动物安全实验室,该实验室不仅符合国际标准,还能安全、有效的开展高致病性病原微生物感染动物实验,是集研究、检测和诊断为一体的安全技术平台。目前,实验室研究人员感染病原体事件相继发生,严重危害了人们的身体健康和社会和谐稳定,并造成了一定的财产和经济损失[1]。因此,社会各界越来越重视高级别动物安全实验室生物安全管理,并将预防和控制实验室感染作为促进公共卫生事业持续发展的重要内容。
1高级别动物安全实验室概析
动物安全实验室是一种生物安全实验室,具有物理防护能力,能通过防护屏障和管理措施,有效避免或控制因研究致病微生物感染灵长类动物实验所产生的危害,并达到生物安全要求[2]。在动物安全实验室中,导致动物实验生物危害的因素主要有三种,即动物性气溶胶、共患病及实验室获得性疾病感染,根据这些因素的传播途径、危害程度及是否能采取有效防护措施进行预防和治疗,可将研究感染动物的动物实验室分为ABSL-1~4级。高级别动物安全实验室指的是ABSL-3、ABSL-4实验室,该类实验室安全防护措施要求高于ABSL-1、ABSL-2实验室,而且必须严格设计实验室,并配备高技术设施和设备,以及严格按照安全操作规程进行感染动物研究。根据世界卫生组织《实验室生物安全手册》、国务院《病原微生物实验室生物安全管理条例》的详细规定,ABSL-3实验室的功能主要是研究因呼吸感染导致严重或致死疾病,但可进行有效预防和治疗的致病微生物感染动物实验;ABSL-4实验室的功能主要是研究因气溶胶传播或不明原因传播导致,且尚无法有效预防和治疗的高致病性微生物感染动物实验。
2目前我国高级别动物安全实验室生物安全管理存在的问题
2.1工作人员专业素质低近年来,我国明确要求了高级别动物安全实验室生物安全管理,该管理涉及多个学科与领域知识,如病原微生物、动物学、管理学等[3]。由于我国高级别动物安全实验室建设起步晚、规模小、条件差,使得该实验室相关工作人员专业素质低,且缺乏专业培训,以致难以有效、有序、顺利的研究高致病性病原微生物感染动物。导致实验室科研技术人员和管理人员专业素质低的主要原因有:生物安全意识和自觉性薄弱;未系统培训专业操作规程和技能;未系统学习生物安全管理、安全防护方面知识;未加强学习基础理论
知识。
2.2生物安全管理法规制度尚未完善2003年SARS疫情的暴发,体现了我国缺乏具有权威性的高级别动物安全实验室管理法规制度,而且各实验室也尚未完善具体的管理制度。近年来,虽然我国根据国际形势出台了系列法规制度,利用法律在一定程度的事规范了高级别动物安全实验室的设计、设备配置、管理等,使实验室生物安全管理逐渐法制化,但仍需进一步加强完善高级别动物安全实验室生物安全管理法规制度,以利于提高实验室生物安全管理水平,并使实验室安全管理和生物安全科学化、规范化、制度化,从而切实保障人们的身体健康和社会和谐稳定。
3高级别动物安全实验室生物安全管理要点
3.1提高工作人员专业素质加强高级别动物安全实验室科研技术人员和管理人员专业系统培训,可提高其专业素质,深入了解实验室感染的危害,自觉遵守生物安全规范制度,有效预防和控制实验室感染的发生,具体的专业系统培训为:(1)根据实验室感染动物实验研究和致病性病原微生物特性具体情况,制定针对性的培训方案,以各种形式定期组织相关人员学习国家相关法规制度、技术规范,如讲座、交流会等,以及时掌握最新知识。(2)定期组织生物安全知识培训,系统规范的进行心理、感染预防、防护装备使用、事故预防处理等专业培训,为保障人们的身体健康,有效预防和控制实验室感染,必须重点培训如何使用安全防护装备[4]。
3.2严格管理实验室设备设施设备设施等硬件是确保高级别动物安全实验室顺利开展实验活动的关键,所以应加强设备设施安全管理,具体为:按照国家生物安全实验室相关规范要求,并以科学化、标准化、规范化和程序化为原则,制定具体的设备设施管理、使用、安全操作规程,安全有效的控制实验室饲养设施、研究设备设施等的使用;建立并实时更新设备设施档案,详细记录设备设施的使用情况;安排经验丰富、技术能力强的专业人人员定期检测、维护实验室设备设施,有效控制设备设施状态,使其能正常运行,以免危害相关工作人员、周围环境,并在确保实验室安全的同时,实现实验室作用的最大发挥。
3.3建立完善生物风险评估体系参照国家已颁布的法律法规,如《病原微生物实验室生物安全管理条例》、《医疗废物管理条例》等,评估病原微生物感染动物实验研究时可能产生的危害,并有针对性地进行实验室生物安全保障,以及建立完善生物风险评估体系。生物风险评估体系主要包括:(1)根据实验室研究活动相关动物的特点,如感染、饲养,注重消毒处理相关设备设施、仪器。(2)检测验证相关研究活动的生物和物理性质,合理分类收集、处理即排放实验产生的“三废”(即废气、废液、固废),尽可能避免或减小危害
环境。
3.4建立完善实验室后勤保障体系
建立完善高级别动物安全实验室后勤保障体系的措施主要有:(1)建立包含人员、物资、安全保卫等在内的后期保障机构,合理招聘、培训及管理实验室所需人员,使其能进行动物实验研究,且具备符合实验室要求的生物安全管理知识。(2)集中管理实验室活动记录,严格按照档案要求收集、整理、立卷、归档这些记录,以保障实验室记录的科学性、完整性、有效性。(3)合理采购和管理实验室防护、消毒用品等物质,切实保障实验研究所需设备设施、仪器等用品。(4)建立完善实验室安全保卫、消防安全管理、控制管治等制度。
4小结
综上所述,高级别动物安全实验室顺利开展研究活动的关键是加强生物安全管理,但目前我国高级别动物安全实验室生物安全管理存在工作人员专业素质低、生物安全管理法规制度尚未完善等问题。为保障实验室研究活动的顺利开展,必须安全管理高级别动物安全实验室,不断提高工作人员专业素质,严格管理实验室设备设施,建立完善生物风险评估体系,建立完善实验室后勤保障体系,从而有效预防和控制实验室生物安全危害的发生,保障相关工作人员的身体健康、生命
安全。
参考文献
[1]陆兵,李京京,程洪亮,黄培堂.我国生物安全实验室建设和管理现状[J].实验室研究与探索,2012,31(01):192-196.
[2]范萍,邓桂超,梁炎,陈松.实验室生物安全建设管理与应用[J].国际检验医学杂志,2008,29(12):1049-1050.
生物安全性研究篇2
[关键词]建筑;防火性能化设计;应用
中图分类号:TU892文献标识码:A文章编号:1009-914X(2017)13-0273-01
前言
随着我国经济的快速发展,我国建筑数量和种类逐渐呈递增趋势发展,可以说我国建筑事业取得了良好的发展成效。但是必须意识到,建筑物种所存在的火灾安全隐患问题。为了进一步提升建筑防火能力,保护人们生命财产安全,有必要加强对建筑防火性能化设计的研究与应用。
一、我国建筑防火性能化研究概述
对于建筑防火性能化设计的研究,具体也就是基于建筑质量安全的情况下,合理对建筑防火性能展开思考。建筑防火性能化,是对传统建筑设计的一种改革和创新,相比较常规建筑来讲,其不管是在功能结构方面,还是在内部燃烧物方面上,均存在着非常大的差别。建筑防火性能化在处理建筑物火灾时,其自身良好的建筑性能和设计结构,可以提升自身的防火保护能力。由于建筑防火性能化可以有效的提升建筑的防火能力,解决火灾安全隐患问题,因此备受各个国家的广泛应用。我国建筑防火性能化的研究,始于上世纪八十年代,相比于国外一些国家起步比较晚,同时缺乏足够的实际应用经验。针对国外一些建筑防火性能化相关数据和成果的研究与分析,我国现如今已经掌握了比较专业、完善的建筑防火性能化应用技术。在长时间的探索与实验中,经过大批科研人员的不断努力和探索,我国防火性能建筑已经逐渐应用到实际的建筑领域中,并且取得了良好的效果,为日后更为广泛的应用防火性能化建筑奠定了坚实的基础。比如说在建筑防火性能化的设计方面,我国现如今不需要依赖于国外的相关技术,取得了良好的研究效果。在国家科研项目的引导下,我国建筑防火性能化的设计与研究实现了进一步发展。通过不断的应用设计各种火灾场景、反复进行复杂结构的技术试验,可以说我国建筑防火性能化的研究实现了有效突破,不仅具有一套科学合理的火灾预防处理系统和监控系统,并且形成了完善的火灾预警平台,极大程度的提升了建筑安全性,保护人们生命财产安全。
二、防火性能建筑的关键技术研究
建筑防火性能化设计的研究,属于一项复杂、长久的研究过程,比如说在人员安全方面、烟气流动方面、以及火灾场景方面,还需要进一步提升我国建筑防火性能化的研究水平。只有真正的取得技术层面上的突破,才能够更好的将防火性能化建筑运用到实际建筑施工中,最大程度的降低建筑火灾安全隐患问题。
2.1人员安全疏散
在建筑防防火性能化设计的研究过程中,人员安全疏散是最重要的问题,也是受到火灾危害最大的因素。因此,必须对人员安全疏散内容加以重视。人员安全疏散指的是,在发生火灾时,采取有效的对策保护人们生命财产安全,其是建筑防火性能化设计的关键所在,也是设计的重要目标。在建筑防火性能化设计中考虑人员安全疏散问题,有利于在发生火灾时人们没有受到危害之前,便能够安全的转移到火灾范围之外的区域。现如今的国内建筑防火性能化设计中的人员疏散安全方面的研究,主要是基于心理学分析,在发生火灾时对人员造成影响的种种因素,并且根据人们的行为特征,采取了模型的研究方式。我国一些科学研究院如今已经取得了一些研究成果,良好的人员安全疏散技术可以更好的保护人员人身安全,在发生火灾时做到及时转移。
2.2火灾场景设计
对于建筑防火性能化设计研究来讲,如果将具体的建筑物作为参考展开研究,有利于获取更好的研究成果。其中,火灾场景设计便是根据建筑物的不同性质,合理选择建筑结构和建筑材料,由此实现火灾预防的效果。火灾场景设计具体由可燃物数量及性质、火灾发展、火灾类型等三项内容构成。在研究火灾场景设计过程中,在发生火灾时,首要工作是能够对建筑火灾的性质做到准确判断,并且可以结合此次火灾所带来的损失提升意识程度。其次,能够准确的计算出火灾不同阶段中,火焰的危险性和所释放出的热量,并作出正确分析;最后在进行火灾场景设计时,有必要考虑此建筑存在火灾隐患的概率,并且能够在发生火灾时,为相关人员提供正确的措施,切实发挥出建筑防火性能化的作用性。
2.3火灾中烟气流动控制
在建筑防火性能化设计的研究中,必须意识到在发生火灾时产生的大量浓烟、以及浓烟的流动情况所带来的危害性。针对于火灾中烟气流动控制方面的研究,可以采取区域模拟或者是空间模拟的方式,准确的判断出发生火灾时烟气的流动情况;并且判断出在热力影响下,烟气的流动方向会发生哪种变化。在空间模拟形式下,认识到烟气的扩散情况和流动情况,由此在建筑设计中合理考虑上述研究内容,可以对建筑烟气流动^域做出更准确的设计,最终有效降低发生火灾时所产生的危害。
三、建筑防火性能化设计的应用
3.1应用范围的界定
尽管在实际的运用过程中,建筑防火性能化设计具有非常明显的先进性,但此种技术并非适用于所有的建筑防火设计中。比如说如果在一般的建筑中应用了建筑防火性能化设计技术,则会导致建筑性能化设计超出标准。因此,有必要对应用范围进行明确界定。
3.2制定执行流程
建筑防火性能化设计,相比较传统的格式设计具有良好的灵活性。但是,增加了设计执行流程的繁琐性和复杂性。所以,有必要合理规划和制定建筑防火性能化设计的执行流程,一方面更加便于工作人员有序操作,另一方面还可以明确具体的责任。不仅于此,通过制定完善的执行流程,对于建筑防火性能化设计的发展具有深远影响。
3.3从业人员资质的规范
建筑防火性能化设计研究,在保护人们生命财产安全方面具有至关重要的作用。因此,为了更好的发挥出此种技术的作用性,必须加强对工作人员的教育和培训力度,提升工作人员的专业技能和道德素质,并且强化工作人员的消防方面知识,实现自身综合能力的提升。
四、总结
总而言之,建筑防火性能化设计研究对于社会的发展、人们生命财产安全的保护具有重要作用。因此,在实际工作中,必须加强对建筑防火性能方面知识的了解,完善建筑防火技术,并且充分发挥出政府和相关单位在防火方面的职能作用,做好监督管理工作,根据不同的建筑物采用合适的防火性能化设计,完善各个消防设计环节,最大程度的实现建筑防火安全,为人们营造安全稳定的工作生活环境。
参考文献
生物安全性研究篇3
2001年,跨入新世纪的第一年,赵宇亮怀着科学强国的中国梦想,告别近10年的国外生活,回到了中国科学院。他在国外从事原子核裂变(核放射化学)的研究,回国之际,他决定转向从事纳米科学的研究。从原子核裂变转入纳米毒理学,这是多大的学科跨度!
就在2001年年底,刚刚回国的赵宇亮在国际学术界关注该问题之前,前瞻性地提出了纳米材料的生物学效应与安全性研究的问题,并在中科院高能物理研究所创建我国第一个“纳米生物效应与安全性”实验室和研究团队,使中国成为世界上最早开展该领域研究的国家之一。并为阐明纳米尺度下物质的毒理学性质、其化学与分子机制、探索其安全应用途径以及创立该新兴领域的知识体系做出了创造性贡献。成为纳米安全性领域国际上为数不多的几位世界著名专家之一。
2012年,他和团队潜心十年的“人造纳米材料安全性研究”成果,获得国家自然科学奖二等奖;去年,在中国科协和民政部批准成立的中国毒理学会“纳米毒理学专业委员会”成立大会上,他被推选为主任委员;2012年,他们的研究成果,连续第8年入选世界“药理学+毒理学+药剂学”三大领域联合遴选的Top25最热点论文;2012年,他被美国“纳米医学(Nanomedicine)”SCI刊物增选为副主编,成为来自中国的第一位编委;2012年,总部设在瑞士的“国际纳米医学会InternationalSocietyforNanomedicine”从中国、日本、韩国各选举一位代表所在国家的理事。他作为中国代表被选入“国际纳米医学会”理事会。由于研究工作的国际影响,2005年以来,他曾8次担任国际会议主席;4次担任香山科学会议主席。他先后被邀担任联合国UNEP、世界经济合作组织OECD,欧盟EU、法国、加拿大、芬兰等“纳米安全专家组”专家,为推动该新兴分支学科的发展做出了重要贡献。
他作为中科院百人计划“引进国外杰出人才”,赵宇亮的成功让他成为学成归来、回国创业奋斗的学者的典型代表。
实至名归,2013年,一年一度的“科学中国人年度人物”颁奖盛典于6月22日在北京隆重举行。国家纳米科学中心副主任、中国科学院高能物理研究所研究员赵宇亮稳健地走上领奖台,领取了属于他的奖杯。
学成归国开辟纳米安全研究新领域
1981年,赵宇亮进入四川大学化学系,开始放射化学专业的学习。1985年大学毕业后,他进入中国核动力研究院放射化学研究室,从事核燃料的放射化学分离与同位素质谱分析的研究工作。1989年,他远赴日本原子力研究所从事放射性同位素的医用应用研究工作,并在日本东京都立大学化学系放射化学专业先后获得硕士、博士学位,担任日本学术振兴会博士后,先后在日本原子力研究所从事原子核裂变化学以及超重元素化学的研究,在日本理化学研究所从事超重元素的合成研究工作。
2001年,在海外奋斗了十年的赵宇亮,在中科院“百人计划”的召唤下回国了。回国后,赵宇亮没有辜负中科院的期望,创建了我国第一个“纳米生物效应与安全性”实验室。将同位素标记技术、同步辐射技术和放射化学与纳米材料的生物效应与安全性研究结合起来,开创了纳米毒理学领域在我国的起步、形成和发展,同时使中国在该领域成为最具影响力的国家之一。
为什么赵宇亮要在中国开辟纳米安全性领域的研究?对此,赵宇亮说,目前中国纳米科技的研究已经进入世界先进行列,但是世界各国高度重视的纳米安全问题,很可能成为发达国家制约我国发展纳米科技应用领域的关键因素。
国际上认为,纳米技术的大规模应用面临两大主要瓶颈:一是纳米尺度上的可控加工与大规模生产技术的建立,二是纳米安全性知识体系与评价方法的建立。所以,“NoData,NoMarket(没有安全数据,就没有市场)”已经成为发达国家的安全方针,体现了建立纳米安全性知识体系的重要性和迫切性。
为了保障科技和市场的优先权,“科技要领先,产品要安全”已成为发达国家与发展中国家的国际竞争战略和策略。因此,纳米材料的生物效应与安全性是纳米科学中既具有基础科学意义,又事关纳米科技应用前景的关键问题,是纳米技术健康、可持续发展的核心。
赵宇亮所言非虚,据悉,北京海关统计数据表明,被退回的标注“纳米”的中国出口产品,五年超过百亿元,原因就是因为缺乏与安全性相关的检测指标与检测数据。另一方面,从实验室承担的一系列国家重大科研项目,便可看出国家对这一领域研究的重视程度:2001年科技部“973”预研项目“f电子系金属富勒烯类新物质的结构及其生物效应研究”;2004年国家自然科学基金重大项目的课题“碳纳米材料的细胞和分子毒理的研究”;2005年国家杰出青年基金,核科学和其他学科的交叉(研究纳米尺寸对纳米生物效应的影响);2006年科技部“973”项目“人造纳米材料的生物安全性研究及解决方案探索;2011年科技部“973”项目“重要纳米材料的生物效应机制与安全性评价研究”。
而赵宇亮作为实验室的核心,是上述项目的负责人或首席科学家,把握着研究领域发展与学科建设的走向。十几年来,在推动这一新兴领域的发展中,赵宇亮从提出研究思想到技术路线、从实验平台建设到学科发展、从年青学生培养到骨干团队建设,从国内学术界到国际学术界,每一步都走得扎实、沉稳,他实现的一项又一项创新串联起了学科发展的路程。
2001年,当赵宇亮提出纳米材料的生物学效应与安全性研究问题时,国际学术界还没有关注到这一研究。也正因为如此,中国成为世界上最早开展该领域研究的国家之一。
针对这个崭新的领域,赵宇亮提出了纳米生物效应与安全性研究的学术概念和技术路线,从科学思想的提出到研究方法的突破,开辟了创新的科研思路;针对我国大规模生产的碳纳米材料、金属及金属氧化物等十多种/类典型纳米材料,他开展了毒理学性质及其健康效应的系统研究、建立了系统的分析方法,为阐明纳米尺度下物质的毒理学性质、其化学与分子机制,探索其安全应用途径以及创立该新兴知识体系做出了创造性贡献。
回国以来,他和他的团队的研究成果,先后在NatureNanotechnology,PNAS,JACS,AngewChem,NanoLetters,Adv.Mater.等重要国际刊物发表SCI论文237篇。2006年获中科院―德国拜耳奖,2008年获北京市科技进步奖二等奖,2012年获国家自然科学奖二等奖。
为了突破了生物样品中纳米颗粒定量检测与分析的瓶颈,他利用放射分析方法的高灵敏和绝对定量的特性,建立了纳米安全性分析和检测的创新分析方法,部分方法被国际标准化组织ISO和国际电气协会组织IEC审定颁布为国际标准,不仅填补了国际空白,而且成为100多个国家认可和使用的标准分析方法。成为中国制定的第一个(迄今唯一)纳米技术国际标准。
2005年以来,他的研究成果连续8年入选“毒理学+药理学+药剂学”领域的世界Top25篇热点论文;由于研究工作的前瞻性所产生的国际影响力,2001年以来,他应邀在著名学术机构与大型国际会议作特邀学术报告140余次。
他被联合国UNEP、世界经济合作组织OECD,欧盟,加拿大、芬兰等聘为纳米安全方面的顾问或专家,成为纳米安全领域为数不多的几位国际知名专家之一。曾8次担任国际会议主席;4次担任香山科学会议主席,为推动该分支学科领域的发展做出了贡献。
2005年,他组织全球11个国家的科学家,编著该领域世界上第一本专著《Nanotoxicology》,2007年在美国出版。如今,他已编著出版9部《纳米安全性》系列中文著作,为建立该新兴分支学科的知识体系做出了重要贡献。
在国内,由于评价体制的原因,中文著作不太被重视,这使得大部分学者对撰写中文著作积极性不高。赵宇亮对此回答说:我国大部分的高质量基础研究成果,都是用英语发表在发达国家的学术刊物上。作为基础研究,把高质量研究成果发表在世界一流水平的国际学术刊物,是应该倡导的。但是,我国的重大基础研究经费,大部分来自国家的支持。因此,我们也应该用中文为国内留下一批具有系统性的知识财富。尤其是便于那些国际化程度还不很高(很少阅读国外的英文学术刊物)的大量的中国企业尽早使用,才能在国际经济竞争中占据先机。为此,赵宇亮制定了一个五年计划,组织全国十六个研究机构和高校的一线学者,在完成国家973项目研究的同时,不断收集和整理国内外已经发表的有关纳米安全性的资料和数据,编著了这套9本《纳米安全性》系列著作。供国内的相关企业、与纳米材料、纳米药物、以及健康安全相关领域的科研人员、研究生、本科生、政府的行业管理人员、纳米医药销售及使用人员、以及政府药品监督管理部门等使用。
2012年,在他的努力下,经过中国科协批准中国毒理学会纳米毒理学专业委员会建立,纳米毒理学这个新兴分支学科也终于在我国完成了起步、发展与形成的过程。
梦想并未止步。如今,赵宇亮已经规划好了未来5~10年自己的研究重点。“纳米产品需要公众接受和市场,有市场才有社会效益和国家的经济利益。未来10年,欧盟和美国重点推动纳米科技产业化和纳米科技普及化,因此,市场纳米产品的安全性研究将成为重点。为了适应和满足国家需求,进行了研究方向和研究内容调整,从对单纯成分的纳米材料毒理学效应的研究,发展到现在重视市场复杂成分的纳米产品研究。”
他说,接下来他和团队要重点探索工作场所和消费产品中相关纳米材料的释放,职业暴露以及与呼吸、心血管和胃肠道系统的相互作用;阐述相关重要纳米材料的生物效应与安全性的分子机制,尤其是揭示其在纳米尺度上的化学机制和生物学机制;建立纳米材料安全性评价方法与评估程序与安全性评估方法。
他说,未来的总体研究目标是,探索纳米材料工作场所和已规模化生产或使用的纳米产品的生物效应与安全性,在核心科学问题上取得重大突破的同时,为我国纳米科技的可持续发展和产业化这一重大国家需求提供科学保障。
梦想引领团队,协同创新未来
有梦想就会有奇迹!把脉学科发展走向,联动国际学术交流,赵宇亮看起来总是那么忙碌,然而不管怎样忙,始终有一件最重要的事挂在他心上,那就是团队建设与人才培养。赵宇亮认为,团队建设与人才培养的精髓就是:用梦想去引领团队,靠协同创新未来。如果能够让一个团队拥有共同的梦想,让一个团队拥抱共同的未来,那么,这个团队将成为奇迹的创造者。
2001年,赵宇亮回国并开始从零组建纳米生物效应与安全性分析的研究团队。除了积极招收具有生物医学背景的博士或博士后以外,他一方面迅速与高能物理研究所柴之芳院士的团队(在重金属毒性和稀土元素毒性研究方面已有长期积累)进行交叉融合,另一方面主动与北京大学医学部,北京大学化学学院等单位同时开展密切的协同研究。为了更好地开展协同创新研究工作,2003年他被北京大学聘为兼职教授。赵宇亮发展纳米安全性研究这个全新领域的努力得到了多方支持,包括全国人大常委会副委员长韩启德院士、中科院院长白春礼院士、刘元方院士、朱道本院士、叶朝辉院士、张焕乔院士、陈和生院士等诸多长辈的重视和支持。同时,高能物理所领导和柴之芳院士支持和帮助他组建和成立了纳米生物效应与安全性实验室,为这个领域的发展搭建了宝贵的平台。
纳米材料生物学效应的研究综合性很强,需要纳米科学、生物学、毒理学、化学、物理学等多学科交叉融合。而高能物理所原有的力量集中在物理和化学领域,生物学领域的人才很少,而生物学家往往一听到是高能物理所就觉得与本专业关系不大,更愿意选择去专业的生物实验室或研究机构工作。这也成为赵宇亮招聘人才面临的最大难题。
实验室建立之后,赵宇亮的第一个任务就是在全球招聘生物学专家。2007年,他利用去美国国立卫生研究院(NIH)开会的机会,委托一位在此工作的朋友在NIH网站上了一则招聘信息。这则招聘广告更像是一张请柬――他邀请在NIH工作学习的中国学者,在当地一家有名的中餐馆共进晚餐。
当晚,20多位中国学者前来赴宴。席间,赵宇亮向他们介绍了中科院的知识创新工程,以及“百人计划”引进国外杰出人才,介绍了实验室的研究方向和情况,描绘了纳米和生物学交叉的发展前景、科学的梦想以及协同未来的思想。并热情邀请大家回国工作。晚餐之后,赵宇亮收获了20多份简历。回到饭店,他反复阅读这20多份简历直至凌晨。
第二天,几乎彻夜未眠的赵宇亮拿着登机牌在美国机场的登机口睡着了,而他醒来时,回国的航班已经起飞一个多小时。而同样被他遗忘的还有太太交代的给儿子买的婴儿用品。尽管回国的经历以及被太太数落的情景如今想来有点窘,但赵宇亮说这次出行非常值得,“就这顿饭我从美国引进回来了两位在NIH工作近十年的生物学‘百人计划’学者,加盟到纳米生物效应与安全性的研究团队。”
在日本学习与工作多年,赵宇亮深受日本“团队精神”的浸染。“我在日本工作的时候,我们的研究团队发现了113号新元素。由于元素周期表中尚没有元素是亚洲人发现的,所以,这是亚洲人第一次为元素周期表中的新元素发现做出贡献,日本学术界很重视。日本在给发现113号元素的人颁奖时,参加实验的数十名研究人员(包括研究生)都同样受奖。而参与这项协同创新研究工作的各个单位也不排名,所以,就没有人计较自己的单位排在第几位,都做出了贡献。”日本人在团队精神认识上的深邃智慧,给了赵宇亮极大启发,也正是因为如此,十几年来,他始终不遗余力地进行团队建设。团队建设需要思想,珍惜每一位人才,为人才创造更好的条件和环境,是团队建设者的使命和责任。从2005―2010年,赵宇亮通过中科院“百人计划”引进了8位“国外杰出人才”。而这些人回到他建立的新实验室以后,都放弃了原来在国外从事的研究方向,转向从事纳米生物效应的研究。其中多人因此成为国家杰出青年基金获得者,得到了学术界的广泛认可和高度关注。
“当个体形成一个团队的时候,个人的贡献大小和得失多少,都已经不重要。重要的是,如何发挥团队的力量。”这是赵宇亮的日本导师中原弘道说过的一句话,这也是一句让他至今都铭刻在心的一句话。也因此,他总是在讲述自己的团队,总是在强调所有的成果都是团队共同努力完成的。然而,不能忽略的是,一个卓越的团队首先需要一个卓越的领导者,才能发挥最大的功效。
一幅漫画曾经这样描绘boss(老板)与leader(领袖)的区别:boss是拿着皮鞭在团队身后鞭策指挥的那个人,而leader则是手持缰绳冲在所有人最前头的那一个。赵宇亮便是这样一个leader,在科学创新的奋战疆场上,他永远是冲在最前面的那个人;而在成功后的鲜花与掌声中,他却掩身于人群中,让人们看到一个团队的伟大。
专家简介:
赵宇亮1963年出生,籍贯四川南充,研究生学历,博士学位。1985年毕业于四川大学化学系,获学士学位。1985年7月进入中国核动力研究院从事核燃料化学的研究。1989年赴日本原子力研究所进修,1993年考入东京都立大学研究生院,获硕士、博士学位。先后在日本原子力研究所先端科学研究中心,日本理化学研究所(RIKEN)从事研究工作。
2000年入选中国科学院“引进国外杰出人才(百人计划)”,2001年7月回国,任中科院高能物理所研究员、博士生导师。“杰青”,科技部973首席科学家,北京大学兼职教授,中国科学院纳米生物效应与安全性重点实验室主任。2007年4月兼任国家纳米科学中心主任助理。2011年5月担任国家纳米科学中心副主任、研究员、博士生导师。
生物安全性研究篇4
1、生物技术在农业生产中具体应用
现代生物技术是一门集多项顶尖技术与工程原理、信息科学等为一体的综合性学科。一般来说现代生物技术主要包括以下七项技术:基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程、分子标记技术、生物芯片技术。上述七项技术彼此之间是相互联系,相互渗透的。其中基因工程是核心技术,它能带动其他技术的发展。因此本研究以基因工程在农业中具体应用为例进行系统研究。
(1)基因工程在植物遗传改良中的应用
我国基因工程在植物遗传改良中的应用现状主要包括抗逆作物育种、品质改良育种和固氮育种等。例如在转基因水稻新品种培育、转基因玉米新品种培育和转基因棉花的研究与产业化等方面都取得了较好的成绩。在我国每年植物因病毒、细菌及真菌、害虫、杂草、旱寒盐、高温等因素给粮食作物、园艺作物及经济作物造成了巨大的损失。随着我国现代农业生物技术的发展,以上问题也正在一步步解决之中。目前我国已相续培育并成功推广种植了一些转基因抗病毒作物、转基因抗细菌及真菌作物、转基因抗虫作物、抗除草剂作物、抗盐碱作物、抗旱作物、抗寒作物、抗高温作物等。例如在抗盐碱作物方面,刘岩、玉慧中等将抗逆基因mtlD和gutD基因转入植物,获得了烟草、玉米、水稻等植物的耐盐碱转基因株系;在抗旱作物方面,我国科学家把美洲拟碟抗冻蛋白基因转入番茄,得到转基因抗寒番茄。此外我国还成功培育了烟草、马铃薯、黄瓜、番茄等抗病毒作物和将Bt杀虫剂晶体蛋白基因与豇豆胰蛋白酶抑制剂基因复合在一起的双价抗虫棉。在抗逆作物的培育和推广方面,可以说我国处于世界领先地位。
(2)基因工程在利用农作物生产食品中的应用
利用基因工程技术作用于农作物生产食品和食品添加剂主要包括三方面:改进食品原料的品质、改善果蔬采收后的贮藏保鲜性能和开发新型功能性食品。利用基因工程技术可对植物的蛋白质、油脂、淀粉、糖类、维生素等品质性状进行改良,也可延长果实储存期和改良食品风味。
2、生物技术在农业生产应用中存在的问题
(1)生物技术研究方面存在的问题
首先,基础研究比较薄弱。其主要原因:一是由于基础研究的直接性和可见性成果不是很显著,所以很多科研人员不愿意扎深根认真从事基础理论的研究;二是由于绝大多数人都没有认识到基础研究的重要性、基础性和长远性,所以我国在基础研究方面的投入更是微乎其微。由此可知我国在基础研究方面无论是其重视程度还是资金投入和相关政策体制都存在很多问题。其次,应用研究还很欠缺。一方面是由于基础理论研究的薄弱决定了基础应用研究的缓慢发展。同时基础应用研究自身也存在很多问题。比如在植物基因工程育种方面存在如下问题:分离植物目的基因困难,导入外源基因的过程及其控制较为复杂。还有基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程、分子标记技术和生物芯片等现代生物技术各分支领域的结合度不高。第三,某些前沿领域的研究相对滞后。虽然我国在转基因抗虫棉、转基因水稻及家蚕基因方面处于国际领先地位,也参与了一些国际重大的基因组破译计划。但是我国所真正拥有自主知识产权保护的专项领域还是比较少的。这主要是由于我国的生物技术前沿领域研究较美欧等发达国家相对滞后。比如说在生物固氮领域研究得不够深入,影响转基因效率的各种因素、植物光合作用机理等重大问题的研究尚未突破,特别是生物技术与信息技术、神经科学等学科的交叉综合研究还没有引起足够的重视。
(2)生物技术应用所导致的一些问题
首先,对生态的负面影响。现代生物技术的发展和广泛应用,为我们解决了许多重大的环保问题,同时也研发出了不少的新型高效环保产品。但是不可否认,由于其技术本身的发展历程和科学技术在大自然面前的卑微,生物技术的应用也可能引发一些新的环境问题。此外随着全球未来人口数量的继续增加,利用抗逆作物转基因品种扩大农业耕地面积的同时,氮素等农业资源的使用量也随之加大,造成氮素等矿质营养物质生物化学循环的改变,对水体的富营养化可能具有潜在的促进效应,产生不利于人类和动植物生存和可持续发展的不利后果。可见,生物技术在农业生产中的应用也可能引起降低生物多样性程度、改变土壤结构、污染环境等导致生态失衡的一系列问题。其次,对食物安全的影响。转基因食品的安全性问题是潜在性的。主要表现在三方面:一是转基因食品的毒性问题。在这方面,目前只有一些相关的试验报道,尚无人体的研究报告。研究者用转基因食物喂养大鼠,结果有的试验显示大鼠的免疫系统受到破坏,有的试验显示对大鼠没有影响。二是转基因食品的过敏反应问题。假如供体基因的作物具有使某一部分人产生过敏的过敏源,那么将此作物的基因转移到其他作物,这种转基因作物便具有引发过敏的能力。三是转基因食品中的标记基因对抗生素的抵抗作用问题。在这方面,相关研究显示可能性是比较小的,但是我们也不容忽视。
(3)人才紧缺
根据孟弘等人在《对我国生物技术人才问题的几点思考》一文中介绍据2012年统计,我国设生物科学、生物技术和生物工程三大专业的高校已从2011年的978所上升至1058所,招生人数在2011年就超过8万人。目前估计我国生物专业在校生总人数不低于45万,每年毕业的人数5—7万。估计到2022年,我国培养的生物专业大学毕业生总数不少于40万,我国生物技术发展已经具有了很好的技术人才储备。可知我国生物技术方面人才的储备还是很充足。可是仍然存在以下问题:一方面人才培养的速度远远跟不上人才的需求量;另一方面从国外引进的农业生物技术高端人才更是稀缺。还有我们国家派出到国外学习借鉴的人才也显得不足。同时在我国,培养既懂科研技术,也知道生产和市场动向的复合型人才体系尚未建立。此外食品安全评估体系人才的培养方案和模式的构建尚未提上议事日程。再者虽然我国生物技术人才的储备已经很充足了,但是这些从高校培养出来的生物技术人才其毕业后从事农业生物技术方面工作的人占整个生物技术领域的比重比较小。
二、改进生物技术在农业生产应用中采取的措施
1、加强农业生物技术的研究
(1)加强生物技术的基础研究
由于现代生物技术涉及的领域广、范围宽。所以,针对我国在农业生物技术基础理论研究方面的薄弱,我们应该继续加强分子生物学、细胞生物学、微生物学、免疫生物学、人体生理学、动物生理学、植物生理学、微生物生理学、生物化学、生物物理学、遗传学等生物科学基础理论的研究,同时也要加强与生物技术紧密相关的化学、化学工程学、数学、微电子技术、计算机科学等基础理论的研究。
(2)注重生物技术的应用研究
在生物技术领域,基础理论研究的目的是为了更好的服务于基础应用的研究。所以我们必须将基础理论的研究与基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程、分子标记技术和生物芯片等现代生物技术的基础应用研究相结合,进行紧密而系统的研究。进而将这些基础理论与基础应用的研究同计算机科学、信息科学和微电子技术等相结合而后应用于生物技术育种、生物饲料、基因工程疫苗和功能性食品的开发等农业生物技术重大领域的研发。从基因组测序的研究转向基因功能探测和蛋白质功能探测的研究。例如,在生物固氮方面,在我国农区的布局上,氮含量高的区域实行豆、禾、经济作物间套轮作,可缓解和排除氨阻遏的障碍,发挥根瘤菌的固氮作用,实现两种作物互惠和高产;在有条件的草地发展一定面积的豆、禾、牧草混播种植制度。
2、采取措施避免应用生物技术所导致的负面影响
(1)现代性与传统性相结合
除了加强生物技术本身的研究、完善相关体制与法规、加大人才培养和资金投入以解决生物技术在农业生产应用中所带来的一些不良后果、环境问题等,我们还应该把农业生物技术的应用与生态学相结合,把生物技术育种与传统育种相结合,把生物技术作物种植、养殖与传统作物种植、养殖相结合。做到充分利用现代高科技术的同时,又顺应大自然本身的发展规律。
(2)建立健全转基因食品安全评估体系
针对转基因食品对我们人体健康的影响是潜在的和隐性的,我国应建立健全转基因食品安全评估体系。为此,我们要确立科学客观的评价原则,既不能以偏概全,夸大威胁,也不能漠然视之,回避转基因产品可能存在的潜在危险。应投专款、定专人,将安全性问题设立为一项重要课题。从食品安全、生态安全着手,实事求是地个案评估,作出科学的评价,尽快制订和完善国家生物安全管理的法律、法规体系。使转基因食品的安全评估落到实处,使老百姓对转基因食品买得放心、用得安心。一方面我们要科学合理地应用生物技术,建立健全相应的法律、法规体系和管理机构,加强转基因生物的进出口管理。另一方面我们要加强、扩大科普宣传,提高全民对转基因食品的安全意识。
3、加大人才的培养
生物安全性研究篇5
【关键词】中药现代化;学科;技术平台
进入21世纪,具有我国传统文化特点和独特优势的中医药,正面临着良好的机遇和严峻的挑战。随着社会的发展,人类医疗模式正由单纯的疾病治疗转向预防与保健相结合,威胁人类健康的疾病谱也由传变迅速的恶性传染性疾病转向影响人类身心健康的慢性疾病;人口的老龄化使一些老年性疾患的防治更为突出;生态环境的不断恶化,使“回归大自然”的思潮已成为一股强大的潮流;生活水平的提高,对医疗保健体系也就有更高和更多样化的要求[1]。我国中药产业持续发展,已初步形成了一定规模的产业体系,成为我国国民经济和社会发展中一项具有较强发展优势和广阔市场前景的战略性产业。但是总体上看,我国中药的质量标准体系还不够完善,质量检测方法及控制技术比较落后;中药生产工艺及制剂技术水平较低;中药研究开发技术平台不完善,创新能力较弱;中药企业管理水平普遍较低,市场竞争力不强,缺乏国际竞争力。
为加强科技进步和技术创新,推进中药现代化,国家科技部、省市区科技管理部门及相关研究开发部门均制定了中医药现代化和产业化的政策。自20世纪90年代以来,贵州省的医药制造业产值呈现良好的发展势头。省委、省政府在2002-09组织有关专家对全省制药产业的现状进行调研的基础上,颁发了“关于推进我省中药现代化科技产业发展的若干意见”的通知,阐明了中药现代化科技产业发展的重要性、紧迫性,对发展目标、工业重点、政策措施等进行了部署,针对制约全省医药产业发展的瓶颈——创新药物和具有自主知识产权药物的开发研究问题,明确提出在其后的4年中,由省财政每年安排1000万元中药现代化科技产业发展基金用于中药产业重大项目的研究,包括重点实验室、中试基地或技术研究开发中心建设和具有自主知识产权新药的研究开发,新技术、新工艺、新剂型的研究等。贵阳医学院党委、院行政紧紧抓住这一大好发展机遇,进行了广泛的动员和部署,一方面积极争取省里的资助,另一方面投入大量的资金进行基础设施建设,组建了贵阳医学院药物研究开发中心,该中心挂靠学院科研处为管理主体单位,由3个研究所,共计10个研究室组成。以贵阳医学院药物研究开发中心为平台,在国家食品药品监督管理局进行了药品研究机构登记备案(登记备案号:5220010323-A-0003)。
平台建设是中药、民族药现代化的研究基础,目前我院已经拥有贵州省分子生物学重点实验室、贵州省中药民族药研究开发中心、贵州省实验动物工程中心、组织工程与干细胞实验中心、贵州省毒性检测实验中心,经过多年的艰苦努力,已经获得了多项资质,对贵阳医学院创新药物的研究提供了支撑条件,使我院成为贵州省中药创新研究的重要支柱力量。但是要适应中药民族药与现代医药学科快速发展的要求,有必要进一步在现有资源的基础上,充分调整与整合人力物力技术等资源,加快相关研究室的建设。
1新药筛选及其关键技术研究平台
中药、民族药单位药物即为1个复方,如何根据传统的功能主治,进一步凝炼并表达其现代医药科学的研究模式,寻找活性成分/组分是创新药物研究的基础。建立活性化合物和活性样品(天然产物样品,生物工程样品)的确证筛选方法和系统评价体系,通过初步的药效、药代和毒理学研究,确定具有开发研究前景的先导化合物;结合计算机技术,进行先导化合物的结构优化。最终确定具有自主知识产权的候选药物,进入全面、系统的新药临床前研究。因此,筛选模型是中药、民族药成为创新药物的活性基础平台。利用生命科学基础研究中发现的新靶点,研究细胞、分子和基因水平的微量、快速、准确的新型药物筛选模型和方法,提高药物筛选的水平和效率,发现具有新作用机理的活性化合物;研究高通量药物代谢和药物毒性的筛选模型,提高药物开发前景的早期预测准确性,降低药物研发成本,提高药物研发的成功率;研究开发一批能够准确反映特定药效的现代药物筛选新模型(包括整体动物病理模型,组织器官水平的筛选模型以及其他类型的药物筛选模型),寻找具有重要临床意义的新药[2]。有必要充分利用我院现有分子生物学与干细胞等学科优势为依托,构建相关的研究技术平台,具有重要的社会意义。
2临床前药效学评价和药代动力学关键技术平台研究[3]
贵阳医学院自2001年筹建临床前药理研究所,我院药理活性评价研究形成了具有一定地方特色又密切结合国内现状的特点,为我省创新药物的药理毒理评价进行大量的研究工作。横向经费已经成为我院科研经费的一部分。经过近10年的发展,我们有必要建立具有地方特色,又能结合国际国内创新要求的新模型和新方法。我院在地方病的研究尤其是氟中毒、砷中毒等地方病研究方面在全国具有一定的特色,建立了相关的动物模型,适应我省发展的要求。其次,对于国家疾病治疗的重点病种,如心脑血管病药、抗肿瘤药等研究要建立既符合传统医药特色又能与国际接轨的临床前药效学评价的新模型和新方法,尽量按照国际规范制订标准操作规范。
药物代谢动力学与生物药剂学是我院特色优势学科之一。但是,由于我院地处西部,经济相对落后,分析仪器及研究方法滞后于国内的研究。根据学科的发展,结合我院的优势学科,我们可以建立研究生物大分子及复方药物药代动力学新方法,系统地开展临床前药代动力学研究;建立分子、细胞、组织、器官等多层次组成的体外药物代谢和毒性研究技术平台,在药物研究与开发早期对候选化合物的代谢和毒性进行预测和评价,可以提高候选化合物的新药命中率。
3临床前安全评价关键技术及平台研究
自反应停事件的发生,药物的安全性评价成为世界范围内广泛关注的重要问题。中药、民族药难以在世界范围内得到广泛的认可,与此密切相关。自20世纪70年代始,西方国家开始对药物非临床安全性评价进行规范。目前,贵州省科技厅批准立项,贵州省暨贵阳医学院药物非临床安全性评价中心在我院进行筹建,我们有必要抓住这一促进我院相关药学、药理学、毒理学发展的良机,筹建一个现代化的安全性评价中心。除进行相关的动物安全性评价研究外,要充分利用现代生命科学技术和计算机、信息学和毒理学的新进展,研究三致(致癌、致畸、致突变)实验、反复给药动物一般毒性实验、生殖毒性实验的新方法和新模型,建立符合国际规范的器官、组织病理评价系统;研究适合国际上近年来出现的新型药物如基因治疗、转基因药物的临床前安全评价模型和方法;研究毒代动力学关键技术,跟踪国际毒代动力学前沿新技术,完善我国一类新药的临床前安全评价。
4临床试验关键技术及平台研究
中药民族药现代化的最终目的是实现我国在国际市场上拥有自主知识产权的创新药物。而任何研制药物成为药品被临床广泛应用的过程,必须经过现代随机、对照、重复、盲法、均衡的临床多中心对照,才能最终被国家最高医药卫生行政管理单位认可,批准生产后真正成为药物在临床广泛使用。2008年我院附属医院申报临床试验基地,获得了卫生部批准,为我院新药临床研究与评价奠定了坚实的基础。我们必须进一步利用现代生命科学领域的新成果,借助计算机信息技术,深入研究临床药代动力学、药效动力学和药物基因组学,建立适合中国人群种族特性的新药临床研究评价体系尤其是贵州作为多民族省份的特殊人群种族特性的评价体系,对保证贵州人民的进口药的使用安全,同时为我国创新药物走向国际市场奠定基础;针对国际和国内出现的新药物类型,研究能够准确评价其安全性、有效性的临床试验方法,建立相应的临床试验评价技术平台,保证新药及时、安全用于人民的防病治病[4]。
5中药资源保护和可持续利用的技术研究平台
贵州地处云贵高原的东部,蕴藏着丰富的生物资源,全省有野生植物资源三千八百余种,其中药用植物资源有三千七百余种,占全国中草药品种的80%,是全国四大中药材产区之一。在国内外具有一定影响,品质优良的珍稀名贵植物有珠子参、三尖杉、扇蕨、冬虫夏草、鸡土纵、艾纳香(天然冰片)等6种。此外,天麻、石斛、杜仲、厚朴、吴茱萸、黄柏、黔党参、何首乌、龙胆草、天冬、银花、桔梗、五倍子、半夏、雷丸、南沙参、冰球子、黄精、灵芝、艾粉等有地道药材之美称。但是,植物资源和可持续利用的研究技术相对薄弱。因此有必要开展中药资源普查,建立野生资源濒危预警机制;保护中药种质和遗传资源,加强优选优育和中药种源研究,防止品种退化,解决品种源头混乱的问题;建立中药数据库和种质资源库,收集中药品种、产地、药效等相关的数据,保存中药材种质资源;加强中药材野生变家种家养研究,加强中药材栽培技术研究,实现中药材规范化种植和产业化生产;加强植保技术研究,发展绿色药材;加强中药材新品种培育,开展珍稀濒危中药资源的替代品研究,确保中药可持续发展。建立这些共性技术的试验平台,对促进资源的合理开发与利用,保证我省中药民族药产业的可持续健康发展至关重要。同时组建贵州省种植资源与可持续利用实验室,促进我院以地方特色资源为基础的资源学科发展。
中药民族药现代化是个持续进取不断完善的过程,必须在传统医药学理论的指导下,结合目前相关领域的科技发展,才能促进其健康可持续发展。我院应该根据自身的科研特点和科研技术势力,充分利用目前的政策优势,组建相应的技术平台和实验室,才能在激烈的竞争中保持优势,为我省乃至我国中药现代化贡献力量,同时促进我院的科研技术平台建设,提高科研水平,对创建西南一流且全国有一定影响的医科大学提供一定的学科建设保障。
参考文献
1]沈祥春,彭佼.对中药现代化认识与实践的思考[J].时珍国医国药,2006,17(9):1664.
[2]石建功,王素娟,莫顺燕,等.高通量技术在天然药物和中药现代化研究中的应用[J].世界科学技术-中医药现代化高新技术应用,2003,5(4):48.
[3]陈伟光.中医药动物模型与中药现代化研究关系的思考[J].中华临床医学研究杂志,2005,11(16):2347.
生物安全性研究篇6
关键词:安全物联网预警逃生
中图分类号:TB472
文献标识码:A
文章编号:1003-0069(2016)01-0072-02
物联网(IOT)是在“互联网概念”的基础上,将其用户端延伸和扩展到任何物品与物品之间,进行信息交换和通信的一种网络概念。随着物联网技术的飞速发展,物联网技术针对各行各业的影响也正日益体现出来,基于物联网技术的各种跨界设计也层出不穷。使用物联网技术的新设备、新系统会影响家居设计,因此应用物联网技术是家居环境设计的大势所趋。在这样一个背景下,研究如何利用物联网技术的优势,发展家居环境设计,找到大众最关心的问题之一――安全性设计作为研究突破口,把物联网作为家居安全性设计的技术手段,更好地保证大众的安全。
一研究背景
物联网技术这几年在中国发展迅速。特别是目前各地在建或建成的智慧城市,如智慧无锡、智能青岛等,都让物联网技术影响着人们的生活,甚至是改变了人们的传统生活方式。、总理专门对物联网作出重要指示,要让物联网更加促进生产、走进生活、造福百姓。各地针对性地出台《十二五信息化战略合作框架协议》都在把物联网技术落实到人们生活的方方面面中去。在这样一个技术背景条件下,把物联网技术应用到民众的生活中去,方便民众、保障民众、服务民众成为当下物联网技术的研究方向。例如,智能墙面和众多的未来可以通过科技实现的家居室内设施、设备中的安全性指标导入到应用APP中,来更好地保障人们的安全。
随着社会发展,在安全层面上引申开去,涉及到有关安全的涵盖,已从最初的安全的设计,到现在人们越来越关心如何更好体现安全,随时随地感到安全,甚至是掌握安全。而在物联网技术下,可以通过安全设备网络化和智能化,来实现安全数据的监控、报警甚至是智能引导。在家居空间设计中,只是对安全做了最基本的规范,在实际设计与施工中,往往是为了创造某种效果或理念,忽视潜在的安全隐患。公安部消防局统计,2014年全国共接报火灾39.5万起,死亡1817人,受伤1493人,直接财产损失43.9亿元。这使得安全问题迫在眉睫地摆在设计师的面前,由于物联网的快速便捷,可以使人们通过物联网,随时随地掌握家中的动向,及时预防甚至是帮助他们逃离,以保障财产及生命安全。接入物联网的设备,预警,逃生三个层面的设计理念下产生的家居设计的改变。物联网设备安全的统一性接口、系统等对传统家居设计提出了新的要求。而预警、逃生等接人物联网的设备也势必带来家居空间的跨界设计改变。(图1)
二研究现状
家居空间从一开始就建立在人在室内空间中是否安全这个前提来展开的。对于居住的安全性,我们一直把这个焦点给了建筑设计师,而随着新技术的运用,业主本身参与到室内设计的成分越来越大,这个安全的概念就可以分成两个部分,前期是传统的建筑设计师的楼宇安全,后期是设计师对于家居室内人身以及财产的使用安全。由此我们有必要讨论一种全新的设计理念――安全性设计。在室内设计中,我们也有相应的传统安全设计标准,一些固定场所走廊位的宽度、插孔的安装位置等,这些保障了在设计后的安全使用。但这是具体设计过程的单一安全设计,现实中往往在设计过程中为了体现某些概念或设计新意,对这些考虑不全面,设计安全性因而得不到有效实施。这就要由设计安全性发展为安全性设计,所以我们强调从源头开始,从设计的角度提前考虑安全性。从“设计安全性”这个室内设计中的一个设计环节,上升到“安全性设计”,把安全性作为室内设计的整个前提和基础。在新技术,新手段的帮助下,更好地实现安全性设计。
传统的家居安全性和物联网下的家居安全性是既有联系又有区别的两个概念,传统的家居设计一般注重基本的安全规范、单个物体或个人的安全,而往往不重视统一的,协调性的预警式安全,对于智能化的家居系统没有统一的接口标准。在物联网技术中,通过网络协调智能设备成为可能,由此上升到设计层面的是在家居空间这样私密性比较高的空间设计中,带来了安全信息的时刻掌握和人群的联网合作式的存在,而由此带来新的安全的设计模式。把安全因素通过数据和图形,家居中的设备安全运行、环境的预警、甚至是通过智能家居指导与协助逃生的设计理念下,改变人们在家居设计中只关心设计的材料安全、施工安全这些单一的家居安全现象,在家居设计的层面上,综合成一个全新的设计理念――基于物联网技术的家居安全设计。即通过物联网技术考虑人在空间中的安全,通过人与设备的联系,再通过设备与网络,形成安全数据查看、安全预警、逃生指导等,更好保障人的安全。保障的概念不局限于人的生命,也包含了,人对于在空间中一切合理的安全因素,涵盖了人的生命以及财产的安全、健康,和由此带来的有保障的心理感受。
目前在物联网技术条件下,家居安全性上还是存在诸多问题,主要有以下几个方面:
1物联网设备安全标准不统一。人们一直注重设备安全,但只限于对单个设备的安全性上考虑。物联网设备由于生产厂商的标准不一致,导致开发的APP种类众多,使用繁琐。甚至物联网家居设备本身的安全漏洞,会导致人们隐私受到威胁。因此,制定统一的物联网设备安全标准不光针对物联网设备使用安全,而且包括物联网设备其本身的安全性制定。
2没有形成系统的预警安全机制。国内家居设计在关注入使用空间的时候,对待预警设计显得不够重视。相对于传统的防盗和预警设计,老式的安全门锁或者报警器,在如今的城市中显得作用越来越微弱。同时,人们在追求高品质舒适生活的同时,对防盗与报警设计相对显得不太重视。但当下的社会现状,人们不得不关注自身的人身、财产安全,为此凸显预警设计的重要性。而当下的科技手段,远程遥控、视频监控都已经和家居设备结合起来。(图2)但各种接入口众多,其标准也不统一。没有统一性接口设计,可以让这些设备并入网络,形成系统的预警和防盗报警系统。
3对物联网下的逃生安全机制不够重视。家居设计中往往注重人在空间中的舒适度,空间的功能设计在室内设计中的比重很大。而家居空间设计中逃生这个概念,在当下的中国可以说是既火热又发展缓慢。在物联网技术下,家居中智能设备可以发挥指导逃生和协助逃生的作用。同时政府在众多的公共性物联网平台下,也没有专门针对民众逃生与救护的APP平台开发,使得物联网技术在逃生等安全性问题上缺乏其强大的应用。
人们对安全性认识只是分散在家居设计各个其他的研究领域,人们可能大多数讨论的是单个产品或一个产品领域的安全设计,如电器的安全,材料的安全等,而对空间的安全早在上世纪90年代虽有提及,但研究过于分散,而且没有上升到主流设计理念的地位。而在物联网技术下,相继提出了智能建筑、低炭建筑等一系列和家居设计相关的理论,但是作为家居设计中重要的安全性设计并没有很好地与之结合。现实中,物联网下的绿色建筑、智能建筑都对安全性研究不足。所以研究通过物联技术下的设备安全、防盗预警、逃生为出发点的家居安全性设计,在如今的社会环境中显得尤为重要。
三研究意义
1现实意义。目前以梁志天等一批国内优秀的室内设计师在个性与室内舒适程度上有所成就,他们在安全性上也做了一定的考虑,但他们并没有把安全性设计作为家居设计为重要目的来考虑所做的方案。这就具有了研究安全性设计的现实意义。而国内对于物联网技术的研究与应用,则过多的是在纯技术手段上,如张春红教授研究的关于通信和计算机技术。对于物联网的前景,不少专家学者,提出了低炭建筑、智能建筑,但是从家居生活中利用物联网保障人和财物的安全,使得基于物联网技术下的安全得到充分保障,在家居设计中则较少考虑。
2理论意义。从二十世纪七八十年代提出的绿色设计到现在的可持续设计,再到基于物联网技术的智能设计,都无一例外地提出了安全、规范。但在这些纷繁的设计理论和设计流派中,由现状来看,对于家居设计则要以安全性设计作为其基础或是支柱。家居设计是一个四维设计,它要通过时间来检验是否合理的设计体系。在长时间的使用中,安全性设计作为一个重要指标,显得尤为突出。家居空间中全面地考虑安全在家居设计中应作为终极目标,所有的设计都应该围绕这个主题而展开。针对家居安全性设计,我们所使用的条件和手段也应与时俱进。特别是在物联网技术重视与推广的大前提下,利用国家物联网的优势,使我国的家居设计走在设计潮流的前列。