电子通讯信息芯片,已成为目前国际科技、经济、军事、外交、政治的竞争焦点,显现了作为信息载体的“芯片”的重要性。笔者团队把作为信息载体的芯片,首次应用到生命领域,开始发挥出“芯片”这一信息载体在生命科学领域应有的重要作用。
1、什么是“生命信息芯片”?
笔者在第十二届世界生态学大会(2017-北京)上,宣布了一个新的生命定义,并发表于2024年中国科学院主办的“科学智慧火光”网站平台:
“生命是有机载体及其环境在信息作用下产生活力的一个群落运行系统”。
上述定义,确立了“生命信息”及其对生命的统帅地位。
“生命信息芯片”是采用目前电子通讯“芯片”的“信息载体”的相同功能,首次引入生命科学领域。通过生命信息载体“芯片”,可以把生命信息带到生命体内,起到对生命体的指挥、调控、修复等全方位作用。目前国际上的热门研究,是把“电子纳米芯片”植入人体起到治病、防衰等作用。但“生命信息芯片”是来自天然的生物本体,比起人工“电子纳米芯片”来,更具安全性和人性化。
“生命信息”是动物、植物、微生物等生物活体中固有的组成部分。笔者团队通过特殊的提取技术,首次在植物体内提取得到生命信息芯片(专利号2019107474764),并首次通过纳米技术将某些“生命信息芯片”提高到纳米级水平,得到了国际上第一款“生命信息纳米芯片”。由于生命的共性,各类生物之间的生命信息可以共享,大大拓宽了生命信息芯片资源的利用潜力。
纳米级“生命信息芯片”的取得,不仅明显提高了生物原料的利用率而降低了成本,而且提高了进入生物体内的速度以及安全性和功效。实验证明,一份植物原料经信息化提取并经纳米技术处理后,可明显加大其功效及速度。以“止痛”功效为例,“生命信息纳米止痛芯片”的止痛效果,可在原有止痛基础上加大至上千倍,并可在数十秒内达到止痛效果,体现了生命信息芯片的神奇性及其广阔的应用前景。
2、“生命信息芯片”的国内外研究动态。
2.1 理论研究
在国际“生命信息芯片”的研究及应用上,我国科学家已抢先走在国际前列,从理论上确立“生命信息”在生命存活运转中的统帅作用,找到了生命信息芯片这一生命信息的载体。通过信息功能与载体结构关系的发现,可以通过“生命信息芯片”,确定信息对细胞的作用,以及探寻信息在细胞膜上的受体,信息在细胞内的信号通道等生命信息特征。
2.2 生命信息芯片的获取
生命信息芯片是自然界有生命以来在生物体内的原始存在,虽然不同信息有着不同载体,但相同信息可以在生物内部共享,因此,可以从植物、动物或微生物中提取得到用于人体的生命信息载体(芯片)。我国科学家已在国际上首次从植物中提取得到了“生命信息芯片”,并通过纳米技术得到纳米级的“生命信息纳米芯片”,并成功应用到植物、动物及人体。
2.3 生命信息芯片的应用范围
根据生命定义,生命信息是生命的统帅,因此,一切生命体都受控于生命信息。就物种层次而言,包括人体及一切动物、植物、微生物,以及组成它们的各级生命层次,从基因、细胞直至地球生物圈的运转,都受制于生命信息的掌控。因此,生命信息芯片的应用范围,包括了与生命有关的整个微观及宏观自然界。
3、生命信息芯片研究内容及开发前景
3.1 健康长寿
健康长寿是几千年来人类的理想追求,生命信息芯片对此大有用武之地。谷歌首席未来学家雷.库兹韦尔(Ray Kurzweil)认为,到2030年人体中植入的非生物纳米机器人,将可以摧毁病原体、清除杂物、血栓以及逆转衰老过程。这被认为是目前防衰长寿最大胆的设想。我国科学家采用生物芯片的实践结果,对一系列人体衰老症状,如头发再生,皮肤皱纹、斑痕、白内障、血栓等的消除,都有了可喜的进展。
3.2 严重疾病的防治
利用生命信息纳米芯片,对严重病患如癌症、脑血栓、糖
尿病、高血压等的防治也有了可喜的苗头。
3.3 中药标准的信息化制定
中药现代科学标准的制定,是关系到中药兴衰的核心课题。通过中药的信息化,可以将“生命信息”作为中药的标准,其指标可定为:(1)信息对相应细胞的作用,(2)信息载体种类(3)信息受体种类,(4)信息在细胞中的通道等四项明确的定性及定量指标。中药有了自己的现代科学标准,将彻底解决中药从理论到实践中的一系列问题。
3.4 中药的全球性应用推广
中药的生命信息纳米芯片的研究,不仅提高了中药防治疾病的针对性及有效性的理论依据,并在实践中带来下述效益:不仅可将一剂中药变为数百计乃至上千剂,大大节约原料及成本;而且将食用中药变为食用饮料、糖果一样的一种享受。如此一来,中药将可在全世界通行无阻。
3.5 为农业污染治理开辟新路
农药、化肥、除草剂等化学制剂,已成为我国环境污染的第一危害。根据我国科学家研究,采用生命信息芯片技术,可以将农药、化肥及除草剂等的用量大幅度降低,目前已开始在大田中进行试验,并有了一些可喜结果。