生物大分子晶体样品自动筛选方法研究

生物大分子晶体学是目前研究生物大分子三维空间结构的最主要方法，而利用同步辐射装置来进行晶体衍射实验则是现在最好的方法。我国利用同步辐射来进行生物大分子晶体学研究起步较晚，自动化水平不高。本项目依靠国内最先进的第三代同步辐射装置- - 上海光源，进行生物大分子晶体样品自动筛选系统研究。研究内容主要包括两方面，一是通过实际测量晶体摇摆曲线的方法测量晶体真实的镶嵌度，结合晶体衍射的实验结果，建立一套相对准确的蛋白质晶体样品质量评估方法；另一方面是在现有硬件及软件的基础上，利用高亮度的同步辐射X光进行短时曝光，通过分析采集到的衍射图，实现样品自动对中。这两方面的内容将对上海光源生物大分子光束线上晶体衍射数据自动采集系统的建立提供最重要的基础，进而可以大大提高宝贵的同步辐射机时的使用效率，同时自动化样品筛选系统的建立还能为远程实验提供基础

本项目研究生物基于同步辐射的生物大分子样品自动筛选方法。利用同步辐射光源开展生物大分子晶体衍射实验是获得生物大分子三维空间结构最主要的方法。我国目前仅有一座先进的第三代同步辐射装置—— 上海光源，同步辐射机时非常紧张。实现生物大分子晶体样品自动筛选可大大提高实验效率，节约宝贵的同步辐射机时。研究内容主要包括两方面，一是在现有硬件及软件的基础上，利用高亮度的同步辐射X光进行短时曝光，通过分析采集到的衍射图，实现样品自动对中；另一方面是拟通过实际测量晶体摇摆曲线的方法测量晶体真实的镶嵌度，结合晶体衍射的实验结果，建立一套半经验的蛋白质晶体样品质量评估方法。项目完成情况如下，1）研制了一套带有样品感应的精密样品定位设备——测角头，可感应样品是否安装到位，以20纳米的分辨率进行样品定位，此套测角头可用于对样品进行精确对中及位置扫描；2）研制了一套可连续衰减的X射线衰减器，可较精确的控制曝光剂量；3）利用低剂量二维扫描的的方法，实现小晶体样品的自动对中；4）尝试了晶体质量的评估方法研究，在快速探测器出现后，晶体质量的自动评估更简单，只需简单判断是否是晶体即可在数分钟内采集一套完整数据，然后通过后续的结构解析结构来判断采用那颗晶体采集到的数据。