子曰工欲善其事，必先利其器。在我國由制造大國向創(chuàng)造大國轉(zhuǎn)型的重要時期，如何將中國的科學研究打造成支撐國家建設的強勁引擎，可謂科學界頭等大事之一。為善成此事而打造一批具備超強探索力的科研設施，并形成刺向前沿、揭示未知的國之利器，不僅體現(xiàn)了國家的戰(zhàn)略需求，也是中華民族為全人類文明所作出的貢獻。在這一時代背景下，國家蛋白質(zhì)科學研究（上海）設施應運而生，標志著我國在生命科學領域從跟隨者向先行者的角色轉(zhuǎn)換。

蛋白質(zhì)作為最重要的生物分子，是生物功能的主要執(zhí)行者，也是生命活動的承載體。認識蛋白質(zhì)不僅是人類了解自身的必經(jīng)之路，而且是對抗疾病、改善健康的關鍵一環(huán)。我國曾舉全國之力，為蛋白質(zhì)科學作出過重要貢獻，然而囿于國力所限以及人才匱乏的事實，數(shù)十年來只能在西方科學家的背影后面亦步亦趨，反復用紀念曾經(jīng)的成就來掩蓋長期停滯不前的尷尬。經(jīng)過長時間的國力發(fā)展與技術積累，中國的蛋白質(zhì)人終于迎來了屬于自己的發(fā)展契機！一方面，我國的制造能力足以支撐以蛋白質(zhì)科研為核心的設備建造，同時多年的引才計劃形成了合理的人才儲備，使得蛋白質(zhì)科研設施的建設具備了現(xiàn)實性；另一方面，精準醫(yī)學在21世紀突飛猛進，需要強大的蛋白質(zhì)科學基礎設施提供理論支撐和實現(xiàn)技術。這意味著，蛋白質(zhì)科研設施將不是一個精致而昂貴的科學家玩具，而會成為關乎人民健康水平提高和生活質(zhì)量改善的創(chuàng)新工廠。由此，人們足可理解蛋白質(zhì)科研設施建設的必要性。

蛋白質(zhì)分子是在空間折疊上高度復雜、時間過程上高度動態(tài)，同時還處于高度交互的信息與物質(zhì)網(wǎng)絡之中的生物大分子。理解蛋白質(zhì)的功能運轉(zhuǎn)和調(diào)節(jié)方式，意味著需要擁有物理、化學、生物數(shù)據(jù)采集與分析之強大能力的復雜儀器系統(tǒng)。這些系統(tǒng)的任何子模塊的設計與制造，都是相當困難的工程，更遑論為發(fā)揮這些系統(tǒng)的最大能力，需要將所有的模塊集成化，來形成聯(lián)動大裝置。這就使整個設施的建設難度成數(shù)量級地增長。為了克服這樣的困難，我們將全國乃至全球范圍內(nèi)處于各個子系統(tǒng)的專家和技術人員集中整合成為精干的設計與建設隊伍，使過去各自為戰(zhàn)的小分隊，在建設中逐步形成為蛋白質(zhì)科學技術的聯(lián)合艦隊，克服了諸多技術困難，終于形成了本設施的九大技術系統(tǒng)，即規(guī)�；�蛋白質(zhì)制備系統(tǒng)（第2章）、蛋白質(zhì)核磁共振分析系統(tǒng)（第5章）、集成化電鏡分析系統(tǒng)（第6章）、質(zhì)譜分析系統(tǒng)（第7章）、復合激光顯微鏡系統(tǒng)（第8章）、分子影像系統(tǒng)（第9章）、數(shù)據(jù)庫與計算分析系統(tǒng)（第19章相關內(nèi)容）及位于上海光源內(nèi)的五線六站蛋白質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)分析系統(tǒng)（第3章）和蛋白質(zhì)動態(tài)分析系統(tǒng)（第4章）。經(jīng)過不斷改善與磨合，具備了五大蛋白質(zhì)科研能力規(guī)�；�蛋白質(zhì)制備能力、多尺度結(jié)構(gòu)分析能力、多層次動態(tài)研究能力、修飾與相互作用分析能力、數(shù)據(jù)庫與計算分析能力，能夠全面支撐我國蛋白質(zhì)科學研究所面臨的大部分技術與儀器需求。

除了技術上需要克服的種種困難，在大科學設施的建設過程中，大量的非技術性困難也是現(xiàn)實的問題。設施建設是為了支持創(chuàng)新，但其本身就是一項前無古人的創(chuàng)新性工作。如何調(diào)動技術人員積極性，如何形成適應大聯(lián)合系統(tǒng)所需的新型管理制度，如何應對舊科研體制的滯后性所帶來的阻力與干擾，都是建設人員需要殫精竭慮、不斷創(chuàng)新，有時甚至作出妥協(xié)，才能一一加以處置的問題。

本專著的第1章總括介紹了建設這樣國際先進的蛋白質(zhì)研究大科學設施的重大意義、主要目標和決策及實施過程，從第2章到第9章具體介紹各個技術系統(tǒng)的原理、配置、性能、安裝調(diào)試和開放服務情況，第10章介紹設施開放服務的管理制度建設，還有用戶通過使用設施所取得的若干尤其突出的成果。編寫的具體分工如下： 第1章，汪利俊、曹禹、高馨；第2章，牟波、鄧瑋、張珺；第3章，姚德強、張蔚哲；第4章，李娜、唐雨釗、周曉潔；第5章，劉志軍；第6章，孔亮亮、袁青寧、張盈怡、李俊睿；第7章，彭超、吳萍、蘇晨；第8章，于洋、何淑芳、王艷；第9章，王鑫艷；第10章，許先慧。

國家蛋白質(zhì)科學研究（上海）設施的建設已經(jīng)一曲終了，但是它的運行正是發(fā)軔之初，前途尚遠。在這樣一個時刻，我們?nèi)�體蛋白質(zhì)設施的設計者、建設者和運行者再次坐在一起，將過去9年時間里所做的種種努力加以總結(jié)回顧，將我們的欣然所得與無奈之舍，均原原本本地呈現(xiàn)于讀者面前，希望能讓熱愛蛋白質(zhì)研究的科學家們了解本設施的特點，更好地利用這一利器以善佳事；希望能為準備或者正在進行科學設施建設的同行們提供參考，使他們的建設過程更加順利，成果更加輝煌；也希望普通的讀者看到我們這本書，能夠?qū)ξ覈�的科學設施建設工作有所了解，感受我國蛋白質(zhì)科研事業(yè)的謨烈與艱辛。當然，我們更希望自己親手建設的蛋白質(zhì)設施，能夠跨越險灘、直濟滄海。愿她在征途上從此一帆風順，與其他的科研院所攜手，助力中華民族之偉大復興！

雷鳴張榮光

2018年5月1日