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一、武汉光源概况

武汉光源是由武汉大学建议，湖北省人民政府、武汉市人民政府与武汉大学共同推动的重大科技基础设施项目，共建单位包括华中科技大学、武汉理工大学、中国地质大学（武汉），目标为建设处于国际领先行列的第四代同步辐射光源，成为我国中部地区世界级大型多学科前沿研究与高新技术产业研发平台。

武汉光源包括一台1.5GeV第四代低能衍射极限同步辐射光源（小环）和一台4.0GeV第四代中能衍射极限同步辐射光源（大环）。武汉光源一期工程（2021-2025年）建造1.5GeV低能区光源，将可应用于凝聚态物理、材料科学、化学、结构生物学等学科前沿领域研究，以及极紫外光刻、光电器件、新材料、新能源、生物医药等产业领域的关键技术研发及产业应用。将适时推进二期工程建设4.0GeV中能区光源，将可广泛应用于物理学、化学、材料科学、生命科学、能源科学、地球科学等学科前沿研究，全面支撑集成电路、光电子、新材料、能源化工、生命健康、智能制造等领域技术研发及产业应用。

武汉光源建设方案将采用双环设计，由一台直线加速器引出电子束分别注入1.5 GeV小环和4.0 GeV大环，并预留未来基于直线加速器扩展建造X射线自由电子激光装置的发展空间。武汉光源选址位于武汉市东湖高新区未来科学城光谷科学岛，园区规划用地约1500亩。

武汉光源小环（1.5GeV）设计周长180米、发射度小于230pm·rad，将建设成为国际上2.0 GeV以下低能区发射度最低、亮度最高的第四代光源，可在极紫外到软X射线波段产生1019-20 phs/s/mm2/mrad2/0.1%B.W.以上极高亮度同步辐射光；设计中使用了特殊的超强弯转磁铁结构可以将同步辐射光子能区扩展到硬X射线能区（4-20 keV），达到1017phs/s/mm2/mrad2/0.1%B.W.以上的较高亮度。根据前期调研及用户需求反馈的情况，综合考虑国家战略需要、国际科学前沿问题，首批拟建8~10条光束线站，初步方案如下：

1）多功能极紫外光刻技术研究线站（ID）

2）极紫外光刻应用线站（ID）

3）纳米聚焦全分辨电子结构线站（ID）

4）VUV光电子与荧光谱学线站（ID）

5）软X射线吸收与发射谱学线站（ID）

6）红外线站（BM）

7）原位X射线吸收谱学线站（BM）

8）原位X射线衍射与小角散射线站（BM）

9）原位表面衍射线站（BM）

10）蛋白质晶体学与生物医药应用线站（BM）

（注：括号为线站类型，ID：插入件；BM：弯转磁铁）

二、蛋白质晶体学与生物医药应用线站简介

基于同步辐射光源的蛋白质晶体学已成为在分子水平上了解生物大分子三维结构信息的主要手段。根据蛋白质结构进行药物设计已经成为药物开发的重要途径。通过测定具有药物开发前景的靶标蛋白的结构，为进一步的药物筛选提供了结构基础。在此基础上通过抑制、阻断或调节病理过程中相关酶系统、受体或离子通道等药物作用靶点从而达到治疗疾病的目的，这是合理药物设计的基础。通过寻找具有特定三维结构的药效基团，使其能够很好地与生物大分子活性部位结合从而确定先导化合物，这一方法已成为新药研究的重要手段。

武汉光源蛋白质晶体学与生物医药应用线站将充分利用超级弯铁光源的小光斑、高亮度的特性建设一条高通量、小光斑，上样、数据采集及处理高度自动化的线站。

线站主要性能参数如下：

能量范围：5 keV-18 keV

能量分辨率：2×10-4

光斑尺寸：5 μm×10μm （@ 10 keV）

样品处光通量：3.0×1011 phs/s @ 10 KeV

蛋白质晶体学与生物医药应用线站主要开展的实验是晶体衍射实验，实验方法包括多/单波长反常衍射（MAD/SAD）、同晶置换与分子置换等单波长实验方法。X射线晶体学技术作为生物大分子晶体结构解析技术，经过多年的发展在样品处理、数据采集和数据处理等方面已发展比较成熟，因每个用户需要筛选和收集数据的晶体样品数都很多，为提高实验效率和机时利用率，蛋白质晶体学与生物医药应用实验站将实现高度自动化和智能化。

实验站主要设备包括高精度衍射仪、高速大面积探测器、荧光探测器、自动上样机械手和样品冷却系统等。实验站总体布局示意图如下：