[发明专利]基于电子动态调控的飞秒激光辅助蛋白质形核方法及系统

摘要

本发明公开了一种基于电子动态调控的飞秒激光辅助蛋白质形核方法及系统，属于飞秒激光应用领域。本发明首先配制蛋白质过饱和溶液和结晶所需池液，确定待结晶蛋白质的烧蚀阈值和变性阈值；然后分别设计飞秒激光脉冲序列和电子动态调控的参数；利用设计的参数产生基于电子动态调控的飞秒激光脉冲序列，将其聚焦于配置的蛋白质过饱和溶液中；最后将该蛋白质过饱和溶液置于配置的池液环境中，在室温条件下密封静置，得到蛋白质晶体。本系统在现有光路基础上增设了时域整形单元或空域整形单元。本发明通过电子动态的调控来控制激光能量沉积的多少和形式，可实现在小于材料热破坏阈值的情况下更高的形核效率，和对于形核数量、晶形等的调控。

主权项

1.一种基于电子动态调控的飞秒激光辅助蛋白质形核方法，其特征在于：通过以下步骤实现：S1配制蛋白质过饱和溶液和结晶所需池液；确定待结晶蛋白质的烧蚀阈值和变性阈值；S2参数设计，具体包括：S21飞秒激光脉冲序列参数设计：根据待结晶蛋白质的烧蚀阈值和变性阈值选择飞秒激光脉冲序列的单脉冲能量和脉冲个数；其中，所述单脉冲能量小于待结晶蛋白质的烧蚀阈值；所述脉冲个数满足：多个脉冲能量沉积导致的局部温度升高小于待结晶蛋白质的变性阈值；S22电子动态调控参数设计：根据所需结晶结果选择电子动态调控方式，若用于调控蛋白质晶体的数量和大小时，选择时域整形方式，将单脉冲整形调制为由2～5个子脉冲组成的子脉冲序列，相邻子脉冲之间的时间间隔为100fs‑10ps，执行步骤S3；若用于调控蛋白质晶体位置时，选择空域整形方式，根据所需结晶位置设置单脉冲的聚焦区域在待结晶蛋白质上的空间分布，执行步骤S3；S3利用步骤S2设计的参数产生基于电子动态调控的飞秒激光脉冲序列，将该飞秒激光脉冲序列聚焦于步骤S1配置的蛋白质过饱和溶液中；S4将飞秒激光脉冲序列处理后的蛋白质过饱和溶液置于步骤S1配置的池液环境中，在室温条件下密封静置，得到蛋白质晶体。