脈沖升溫-納秒時間分辨瞬態(tài)中紅外光譜儀是蛋白質折疊動力學過程研究的有力工具，它利用激光誘導脈沖升溫技術使蛋白質快速升溫，觸發(fā)蛋白質快速發(fā)生折疊/開折疊的動態(tài)結構變化，從而開展對其動力學特性和折疊機制的研究。蛋白質折疊機制的闡明將破譯生命體內的“第二遺傳密碼”——折疊密碼(foldingcode)，該工作是極富有挑戰(zhàn)性的。在蛋白質加熱方面，由于一些蛋白質折疊的過程只有皮秒至微秒量級，十分短暫，如何實現(xiàn)蛋白質的瞬態(tài)加熱對蛋白質折疊動力學的研究至關重要，必須采用適合的激光波長以及高穩(wěn)定性的短脈沖激光源才能達到最佳的效果。然而，Nd:YAG激光器、拉曼激光器以及非線性光學變頻等技術手段，由于種種缺陷而難以滿足該研究的需求。

　　醫(yī)用激光技術研究室吳先友研究員的研究團隊，成功突破了2-3微米波段長期缺乏高損傷閾值電光Q開關的難題，在國際上首次采用了自主設計的新型電光Q開關實現(xiàn)了500mJ高脈沖能量的納秒鈥激光輸出，相關研究成果已經發(fā)表于國際權威光學期刊《光學快報》（OpticsLetters.2012,37(11):1986）。并將該電光調Q技術應用于鉺激光，實現(xiàn)了高脈沖能量的納秒鉺激光輸出（OpticsLetters.2013,38(12):2150、OpticsExpress.2014,22(13):15686）。電光調Q納秒脈沖2-3微米激光能夠為生物、醫(yī)療、環(huán)境和國防安全等領域的相關研究提供優(yōu)質的激光源。

　　自主研制的電光調Q納秒脈沖鈥激光器以其高的光束質量、好的空間模式和穩(wěn)定的輸出能量，實現(xiàn)了對蛋白質的快速加熱和折疊，獲得了很好的效果。納秒鈥激光加熱蛋白質是非接觸加熱，不會引入雜質，而且加熱快，效果好，能夠提高“脈沖升溫-納秒時間分辨瞬態(tài)中紅外光譜儀”的時間分辨率，獲得更加精確的動力學信息，為研究蛋白質納秒到微秒時間刻度的動力學過程提供了有力的手段。

　　電光調Q納秒脈沖鈥激光技術的突破，極大地拓展了鈥激光的應用領域和范圍，不僅為生物學中激光生物相互作用研究提供了新的手段，而且還將為中紅外激光光譜、光參量振蕩、激光醫(yī)療、激光加工、激光雷達等提供新的裝備。

　　該研究得到國家自然科學基金項目、中科院知識創(chuàng)新工程項目的支持。

利用納秒鈥激光進行蛋白質加熱的脈沖升溫-時間分辨中紅外光譜儀