同步辐射原位微流设备的研制及在蛋白质研究中的应用
李怡雯
学位类型博士
导师王劼
2016
学位授予单位中国科学院研究生院(上海应用物理研究所)
关键词同步辐射 小角x射线散射 原位微流设备 蛋白质折叠
摘要同步辐射小角X射线散射技术是解析物质结构信息的一种技术手段,因其特有优势,被广泛应用于凝聚态物理、生物化学、材料科学等学科领域。其中,蛋白质等生物大分子溶液就是同步辐射小角散射技术研究的重要体系之一。利用同步辐射小角X射线散射技术,可对溶液状态(更接近生理状态)下的生物大分子样品进行微观结构和形态的研究。为了进一步提升同步辐射小角X射线散射实验线站针对溶液样品的原位实验能力,拓展其在蛋白质等生物大分子结构研究中的应用,本论文主要的工作是结合具体的实验需求,研制可用于同步辐射小角X射线散射实验的原位微流设备,并采用研制的原位微流设备进行了蛋白质的微观结构变化的应用研究。主要的工作内容如下:1.设计并建立了一种可控微流体蠕动设备。采用LabVIEW软件编写了此蠕动设备的控制程序,通过实验对可控微流体蠕动设备的进样量、溶液粘度与蠕动速度的关系进行了标定,并将此设备安装于同步辐射小角X射线散射实验线站,使用溶菌酶蛋白质溶液样品,对该设备的防辐射损伤性能进行了实验验证。此外,还对该设备进行了硬件及软件的优化升级。2.设计并建立了一种温度跳变微流芯片原位研究设备。利用ANSYS CFX流体力学软件对多种微流通道结构的流体换热特性进行了有限元分析,根据数值分析结果,确定了微流芯片的加热方案,完成了微流芯片通道结构的物理设计,并提出了实际加工方案。通过荧光染料温度指示剂标定方法对微流芯片的跳变温度进行了标定,并根据实验结果对微流芯片原型设计进行了优化改进。最后,将微流设备安装于同步辐射小角X射线散射实验线站,进行了蛋白质的复折叠过程的时间分辨SAXS研究。本论文的工作内容以实际实验需求为起点,研制了两种用于同步辐射小角X射线散射实验的原位微流设备,推动了上海光源同步辐射实验技术在溶液样品中的应用,对提升同步辐射溶液样品原位小角散射实验能力具有重要的意义。
语种中文
文献类型学位论文
条目标识符http://ir.sinap.ac.cn/handle/331007/26057
专题中科院上海应用物理研究所2011-2018年
作者单位中国科学院上海应用物理研究所
推荐引用方式
GB/T 7714
李怡雯. 同步辐射原位微流设备的研制及在蛋白质研究中的应用[D]. 中国科学院研究生院(上海应用物理研究所),2016.
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