国家蛋白质科学研究设施的设计与研制（上海）

　　国家蛋白质科学研究（上海）设施（NFPS）是我国为适应对蛋白质结构与功能的重大基础科学研究需要，把蛋白质科学研究推向世界一流水平，在“十一五”和“十二五”期间兴建的国家重大科技基础设施，它拥有九大系统的先进科学仪器装置和大型成套设备。本书围绕该设施建设的目的意义，规划、审批、建筑安装和测试验收过程，各个系统的具体设备配置、性能、运行原理、操作特点和使用维护的注意事项，以及在设施开放服务过程中，用户所取得的举世瞩目的成果，全面进行了介绍与阐释，帮助读者理解该设施在蛋白质研究以及其他相关研究中的巨大应用潜力，掌握具体使用其中设备仪器的方式方法，懂得它在世界同类设施中名列前茅的地位。撰稿人员为此提供了大量表格、实物照片、示意图，细致描述建筑安装进程和测试流程，力求让专业读者对设施有全面周详的了解。对书中所涉及的一些专门科学概念，也以脚注形式作简要解释。本书撰稿人就是参加NFPS建设、维护和开放服务，并同时利用NFPS设备开展研究的科技人员，目标读者群为生物物理学与分子生物学特别是涉及蛋白质研究领域的研究和教学人员及学生、材料科学与单分子技术的研究教学人员及学生。由于本书比较注重语言上的深入浅出，在行文上把平实的轮廓性介绍与深入的分析结合起来，因此也能供其他对我国大科学工程感兴趣的读者阅读，以了解我国这一大科学设施概貌。

　　主编雷鸣，1994年毕业于清华大学现代应用物理系，2001年获美国哈佛大学生物物理学博士学位，2004—2011年在美国密歇根大学医学院生物化学系和霍华德？休斯医学研究院担任教学及研究的高级职务。2011年回国工作，现任国家蛋白质科学研究（上海）设施主任、中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所副所长和中国生物物理学会副理事长。“千人计划”特聘专家。副主编张荣光，1977年毕业于中国科技大学，1990—2009年在美国阿贡国家实验室、中西部结构基因组学研究中心以及传染病结构基因中心担任高级研究职务。 2009年回国，任中国科学院生物物理研究所和中科院上海生化细胞研究所研究员，并参与上海光源生物大分子“五线六站”的建设。现任国家蛋白质科学研究（上海）设施副主任。“千人计划”特聘专家。其他编写人员均为该设施技术主管或骨干。

第1章总论1

1.1国内外发展趋势与现状2

1.2建设的必要性5

1.3上海设施建设的目标8

1.4建设历程9

1.5科学意义和社会效益15

1.6推进分类改革，“率先行动”争创一流17

参考文献18

第2章规模化蛋白质制备系统19

2.1规模化蛋白质制备系统概述19

2.2系统建设目标、技术方案和验收指标20

2.3规模化克隆和蛋白质可溶性筛选模块22

2.4多种体系蛋白质表达模块32

2.5大规模蛋白质纯化模块49

2.6蛋白质性质表征模块52

2.7自动化结晶和观察模块53

参考文献56

第3章蛋白质晶体结构分析系统57

3.1科学目标与建设目标57

3.2系统构成与系统设计59

3.3蛋白质微晶体结构线站（BL18U1）60

3.4蛋白质复合物晶体结构线站（BL19U1）83

3.5高通量晶体结构线站（BL17B1）93

3.6线站总体102

3.7束线调试及验收测试110

3.8运行开放以及用户成果138

参考文献138

第4章蛋白质动态分析系统140

4.1同步辐射生物X射线小角散射线站140

4.2同步辐射红外谱学线站175

参考文献212第5章核磁分析系统215

5.1核磁系统概述215

5.2核磁系统的初步设计方案216

5.3核磁设备的安装、调试、验收233

5.4核磁系统的开放运行成果250

参考文献253

第6章电镜分析系统255

6.1科学目标与建设目标255

6.2电子显微镜257

6.3透射电镜样品的基本制备技术269

6.4电镜数据的收集及处理287

6.5电镜系统的工艺测试与验收295

6.6电镜系统用户成果介绍300

参考文献303

第7章质谱分析系统305

7.1科学目标与建设方案305

7.2蛋白质样本制备模块310

7.3蛋白质高分辨鉴定模块320

7.4蛋白质修饰的规模化分离和定位模块325

7.5功能蛋白质及其相互作用的定量分析模块327

7.6安装调试329

7.7测试验收339

7.8用户开放成果354

参考文献371

第8章复合激光显微镜系统374

8.1科学目标375

8.2工程工艺设计377

8.3设备的到货、安装与调试379

8.4测试与验收395

8.5运行开放与用户成果427

参考文献440

第9章分子影像系统442

9.1系统概述442

9.2系统设计方案443

9.3系统安装、调试及研究计划451

9.4系统测试与验收453

9.5系统开放运行成果469

参考文献473

第10章用户开放服务475

10.1用户服务管理流程475

10.2用户会议及培训476

10.3用户成果管理478

参考文献488

索引489