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蛋白质起初是氨基酸以肽键相互连接的线性序列,但是线形的多肽链是没有生理功能的,只有当其形成了独特的三维结构后才具有生理功能。新生的线形多肽链构成特定的三维结构的过程被称为蛋白质折叠。然而精确无误地折叠成特定结构是一个复杂的过程,在温度,酸碱度,化学物质的影响下会出现错误折叠,可能导致蛋白质生物活性的降低、丧失,甚至疾病的发生。 目前蛋白质折叠的研究方法有很多,包括利用X-射线晶体衍射、核磁共振光谱、电镜三维重组、扫描隧道显微技术以及紫外荧光技术等实验手段。本文通过蛋白质动力学实验研究得到蛋白质折叠的信息。我们在一种超快微流混合器的基础上,对蛋白质折叠的动力学过程通过光学检测的方式进行研究,得到关于蛋白质折叠的早期事件。 本文利用高流速低消耗的超快微流混合器将蛋白质样品聚焦成一条射流,采用气压驱动的方法以固定的速率驱动混合器内样品的流动并在微流芯片内快速混合,以266nm的紫外激发光源激发试验样品(N-乙酰基-L-色氨酸胺(NATA))的荧光,通过光电探测器采集光信息,并通过纳米位移台沿着微流芯片的反应通道运动扫描光信息,并将扫描位置转换为时间,得到时间分辨的荧光信息,根据采集到的荧光光强信息就能得到蛋白质折叠的早期数据。通过MATLAB编程处理实验数据来获得蛋白质的折叠信息。 本文设计了一套基于超快微流混合器的实验系统。采用了LABVIEW编程语言编写了图形化的操作界面,用LABVIEW语言将程序的运行设计成一个虚拟仪器,操作者可以直接在控制面板上进行直观的气压驱动、光电探测驱动、扫描驱动。气压驱动上,操作者可以直接在控制面板上输入气压值并通过传感器能在控制面板上显示出实际的气压值大小;光电探测驱动上,操作者可以实时的连续运行程序得到光强数值的波动大小;扫描驱动上,在物镜上安装了行程100微米的物镜驱动器,这样对X-Z方向进行100*100微米面积的扫描找到荧光聚焦最强点位置,再对芯片射流处500微米的观察通道分别进行6次10*100微米面积的X-Y方向的扫描。本文主要工作是搭建了一套探测荧光强度的光路系统、微流芯片内液体的流速控制以及对芯片的扫描系统控制,并对整个系统进行了测试,保证了系统的完备性。