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| 編輯推薦： |
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这是由国家大科学工程建设者自己写的书，展示中国蛋白质研究一流设备系统。作者们力求将设施的宝贵建设经验及设备的运行管理知识，尽可能晓畅易懂地传授给读者。丰富的图表资料配合理论与操作密切联系的正文内容，不仅可帮助专业人员迅速掌握设备使用方法，也能让更多读者领略我国当代科研设施的高技术含量。该设施主要目标是实现我国蛋白质科学研究走向国际前列的战略目标，其设备同时还适合进行与较大分子结构研究或纳米-微米物质结构有关的众多研究领域，作者们对于如何使用及管理这些设备，进行了颇为具体细致的讲解，十分有助于研究人员学习参考。在展示设施的过程中，他们也比较与评鉴了相关仪器特点，对于了解和掌握当代生命科学及材料科学的尖端精密设备的特性和现况，也无疑具有很大参考价值。
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| 內容簡介： |
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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。
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| 關於作者： |
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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，20042011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。中组部千人计划特聘专家。副主编张荣光，1977年毕业于中国科技大学，19902009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。中组部千人计划特聘专家。其他编写人员均为该设施技术主管或骨干。
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| 目錄：
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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
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| 內容試閱：
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子曰工欲善其事，必先利其器。在我国由制造大国向创造大国转型的重要时期，如何将中国的科学研究打造成支撑国家建设的强劲引擎，可谓科学界头等大事之一。为善成此事而打造一批具备超强探索力的科研设施，并形成刺向前沿、揭示未知的国之利器，不仅体现了国家的战略需求，也是中华民族为全人类文明所作出的贡献。在这一时代背景下，国家蛋白质科学研究（上海）设施应运而生，标志着我国在生命科学领域从跟随者向先行者的角色转换。
蛋白质作为最重要的生物分子，是生物功能的主要执行者，也是生命活动的承载体。认识蛋白质不仅是人类了解自身的必经之路，而且是对抗疾病、改善健康的关键一环。我国曾举全国之力，为蛋白质科学作出过重要贡献，然而囿于国力所限以及人才匮乏的事实，数十年来只能在西方科学家的背影后面亦步亦趋，反复用纪念曾经的成就来掩盖长期停滞不前的尴尬。经过长时间的国力发展与技术积累，中国的蛋白质人终于迎来了属于自己的发展契机！一方面，我国的制造能力足以支撑以蛋白质科研为核心的设备建造，同时多年的引才计划形成了合理的人才储备，使得蛋白质科研设施的建设具备了现实性；另一方面，精准医学在21世纪突飞猛进，需要强大的蛋白质科学基础设施提供理论支撑和实现技术。这意味着，蛋白质科研设施将不是一个精致而昂贵的科学家玩具，而会成为关乎人民健康水平提高和生活质量改善的创新工厂。由此，人们足可理解蛋白质科研设施建设的必要性。
蛋白质分子是在空间折叠上高度复杂、时间过程上高度动态，同时还处于高度交互的信息与物质网络之中的生物大分子。理解蛋白质的功能运转和调节方式，意味着需要拥有物理、化学、生物数据采集与分析之强大能力的复杂仪器系统。这些系统的任何子模块的设计与制造，都是相当困难的工程，更遑论为发挥这些系统的最大能力，需要将所有的模块集成化，来形成联动大装置。这就使整个设施的建设难度成数量级地增长。为了克服这样的困难，我们将全国乃至全球范围内处于各个子系统的专家和技术人员集中整合成为精干的设计与建设队伍，使过去各自为战的小分队，在建设中逐步形成为蛋白质科学技术的联合舰队，克服了诸多技术困难，终于形成了本设施的九大技术系统，即规模化蛋白质制备系统（第2章）、蛋白质核磁共振分析系统（第5章）、集成化电镜分析系统（第6章）、质谱分析系统（第7章）、复合激光显微镜系统（第8章）、分子影像系统（第9章）、数据库与计算分析系统（第19章相关内容）及位于上海光源内的五线六站蛋白质晶体结构分析系统（第3章）和蛋白质动态分析系统（第4章）。经过不断改善与磨合，具备了五大蛋白质科研能力规模化蛋白质制备能力、多尺度结构分析能力、多层次动态研究能力、修饰与相互作用分析能力、数据库与计算分析能力，能够全面支撑我国蛋白质科学研究所面临的大部分技术与仪器需求。
除了技术上需要克服的种种困难，在大科学设施的建设过程中，大量的非技术性困难也是现实的问题。设施建设是为了支持创新，但其本身就是一项前无古人的创新性工作。如何调动技术人员积极性，如何形成适应大联合系统所需的新型管理制度，如何应对旧科研体制的滞后性所带来的阻力与干扰，都是建设人员需要殚精竭虑、不断创新，有时甚至作出妥协，才能一一加以处置的问题。
本专著的第1章总括介绍了建设这样国际先进的蛋白质研究大科学设施的重大意义、主要目标和决策及实施过程，从第2章到第9章具体介绍各个技术系统的原理、配置、性能、安装调试和开放服务情况，第10章介绍设施开放服务的管理制度建设，还有用户通过使用设施所取得的若干尤其突出的成果。编写的具体分工如下：
第1章，汪利俊、曹禹、高馨；第2章，牟波、邓玮、张珺；第3章，姚德强、张蔚哲；第4章，李娜、唐雨钊、周晓洁；第5章，刘志军；第6章，孔亮亮、袁青宁、张盈怡、李俊睿；第7章，彭超、吴萍、苏晨；第8章，于洋、何淑芳、王艳；第9章，王鑫艳；第10章，许先慧。
国家蛋白质科学研究（上海）设施的建设已经一曲终了，但是它的运行正是发轫之初，前途尚远。在这样一个时刻，我们全体蛋白质设施的设计者、建设者和运行者再次坐在一起，将过去9年时间里所做的种种努力加以总结回顾，将我们的欣然所得与无奈之舍，均原原本本地呈现于读者面前，希望能让热爱蛋白质研究的科学家们了解本设施的特点，更好地利用这一利器以善佳事；希望能为准备或者正在进行科学设施建设的同行们提供参考，使他们的建设过程更加顺利，成果更加辉煌；也希望普通的读者看到我们这本书，能够对我国的科学设施建设工作有所了解，感受我国蛋白质科研事业的谟烈与艰辛。当然，我们更希望自己亲手建设的蛋白质设施，能够跨越险滩、直济沧海。愿她在征途上从此一帆风顺，与其他的科研院所携手，助力中华民族之伟大复兴！
雷鸣张荣光
2018年5月1日
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