一種生物X射線小角散射光束線站自動換樣溶液蠕動裝置

洪春霞　　周　平　　李怡雯，2　　曾建榮　　邊風(fēng)剛　　王　劼（中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所　張江園區(qū)　　上海　20204）2（中國科學(xué)院大學(xué)　　北京　00049）

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一種生物X射線小角散射光束線站自動換樣溶液蠕動裝置

洪春霞1周平1李怡雯1，2曾建榮1邊風(fēng)剛1王劼1
1（中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所張江園區(qū)上海201204）2（中國科學(xué)院大學(xué)北京100049）

摘要利用同步輻射X射線小角散射技術(shù)可以研究溶液中蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)信息。但是在實(shí)驗(yàn)過程中，高通量的X射線易造成蛋白質(zhì)的輻射損傷，發(fā)生結(jié)構(gòu)變化。本文介紹了一種自動換樣溶液樣品蠕動裝置，在實(shí)驗(yàn)過程中利用Hamilton的PSD/4注射泵控制樣品上下運(yùn)動，減小單位體積照射時間以降低X射線對蛋白質(zhì)的輻射損傷。此外，通過對注射泵、準(zhǔn)直調(diào)節(jié)臺和樣品/緩沖液支撐臺的協(xié)調(diào)控制實(shí)現(xiàn)了自動換樣、回樣和清洗功能，提高了實(shí)驗(yàn)效率。在上海光源生物X射線小角散射實(shí)驗(yàn)站進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，通過對靜止模式和蠕動模式下溶菌酶的散射曲線及回旋半徑的測量，表明該裝置可達(dá)到很好的防輻射損傷效果，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的樣品蠕動裝置功能。關(guān)鍵詞實(shí)驗(yàn)物理及工業(yè)控制系統(tǒng)，生物X射線小角散射，控制系統(tǒng)工具箱，輻射損傷

國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃（973計劃）項(xiàng)目（No.2011CB911104）、國家自然科學(xué)基金（No.11305242）資助

第一作者：洪春霞，女，1984年出生，2009年于南京航空航天大學(xué)獲碩士學(xué)位，研究方向?yàn)樾〗巧⑸鋵?shí)驗(yàn)站控制系統(tǒng)

SupportedbyNationalKeyBasicResearchDevelopmentProgram（973Program）（No.2011CB911104），NationalNaturalScienceFoundationofChina （No.11305242）

Firstauthor:HONGChunxia，female，bornin1984，graduatedfromNanjingUniversityofAeronautics＆Astronauticswithamaster’sdegreein2009，focusingonsmallanglescatteringexperimentalstationcontrolsystem

An automatic solution-sample-changing peristaltic device at biological small angle X-ray scattering beamline

HONGChunxia1ZHOUPing1LIYiwen1，2ZENGJianrong1BIANFenggang1WANGJie1
1（Shanghai Institute of Applied Physics， Chinese Academy of Sciences， Zhangjiang Campus， Shanghai 201204， China）2（University of Chinese Academy of Sciences， Beijing 100049，China）

Abstract Background:Proteinstructureinsolutioncanbestudiedbysmall-angleX-rayscatteringtechniquesat synchrotronradiationfacilities.However，thestructureofproteinispronetovaryastheradiationdamageinducedby theintenseX-raybeamduringtheexperiments.Purpose:Thisstudyaimstodevelopanautomaticsolution-samplechangingperistalticdeviceforbiologicalsmallangleX-rayscatteringexperiment.Methods:Theinjectionpump PSD/4ofHamiltonisappliedtoeliminatetheradiationdamageofproteinbyminimizingtheX-rayirradiationtimeof unitvolume.Inaddition，automaticsample-changing，retrievingandcleaningwasrealizedbythecoordinatedcontrol ofPSD/4，thealignmentcontrolstageandthesample/buffercontrolstage.Thustheexperimentefficiencyis improved.Results:Thescatteringcurvesandgyrationradiusoflysozymeunderstationarycollectionmodeand peristalticcollectionmodeweremeasuredbyexperimentscarriedoutatbiologicalsmallangleX-rayscattering beamlineofShanghaiSynchrotronRadiationFacility（SSRF）.Andresultsshowthatthisdevicecanpreventradiation damageofsampleefficiently.Conclusion:Thedesignedfunctionalitieshavebeenachievedasexpected.

Key words EPICS（ExperimentalPhysicsandIndustrialControlSystem），BioSAXS，CSS（ControlSystemStudio），Radiationdamage

上海同步輻射光源（ShanghaiSynchrotron RadiationFacility，SSRF）是第三代同步輻射裝置，是目前世界上已建造或正在建造中的第三代同步輻射光源中最先進(jìn)的裝置之一。……