脉冲温度 - 纳秒中红外瞬态光谱仪

蛋白质的动态结构信息是理解其生物学功能的基础。为此，国际上开发了多种蛋白质动态结构测量方法，各有其优点。脉冲温度 - 纳秒时间分辨瞬态红外光谱是其中之一。相比之下，该方法的特征在于高时间分辨率。所涉及的关键设备之一是可调谐的连续工作中红外激光源，用于蛋白质二级结构变化的红外指纹识别。由于其在军事上的敏感性，它一直是中国的限制出口商，直到2009年。翁玉祥的研究小组长期致力于脉冲温度纳秒时间分辨红外光谱的发展及其在蛋白质动态结构中的应用。研究小组和大连理工大学教授余清旭有长期合作。 2005年，建立了基于国产一氧化碳气体红外激光技术的宽带脉冲温度 - 时间分辨瞬态光谱仪（测量精度为吸光度的千分之一）。差10 ^ -3，Chin。物理学。 2005,14,2484），用于研究蛋白质的动态结构，取得了一系列成果（BiophysicalJournal，2007,93,2756-2766,2009,97,2811-2819，ScientificReports，2014,4,4834） ）。在早期的大量工作的基础上，该小组意识到只有将现有设备的测量精度提高一个数量级，即达到吸光度差的十分之一（10 ^ -4） ，可以满足普遍性要求。这对脉冲温度源和一氧化碳气体红外激光源提出了更高的要求。为此，研究团队于2008年申请了中国科学院的研究设备开发项目，并提出开发具有国际先进水平的新一代脉冲温度 - 纳秒时间分辨中红外吸收差分光谱仪，包括开发高稳定性连续输出可调一氧化碳中红外激光检测光源，开发新型脉冲激光加热源，即空间模式稳定，输出能量纳秒Q开关Ho：YAG脉冲近红外激光光源（2.1微米，中国科学院安徽光学与材料研究所，安徽光学精密机械研究所）研究员吴先友合作）。蛋白质细胞色素c的脉冲温度 - 时间分辨中红外光谱测量结果表明，蛋白质酰胺的光谱范围（1600-1700 / cm）达到的平均测量精度为2×10 ^ -4。该指标目前领先世界同类设备。论文的第一作者是物理研究所的博士生李德勇。作者是中国科学院物理研究所，安徽光学学会和大连理工大学，并申请国家发明专利。这项工作的意义在于，通过自主研发高性能设备，不仅可以满足基础研究的需要，还可以推动国内特种激光技术的发展。