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X射线晶体分析方法的新突破: 热度 5 zhpd55 2013-4-7 17:05; 化学结晶学中X射线晶体分析方法的新突破诸平 X 射线晶体学是一门利用 X 射线来研究晶体中原子排列的学科。更准确地说，利用电子对 X 射线的散射作用， X 射线晶体学可以获得晶体中电子密度的分布情况，再从中分析获得原子的位置信息，即晶体结构。由于所有的原子都含有电子，并且 X 射线的波长范围为 0.001 － 10nm ，其波长与成键原子之间的距离（ 0.1~0.2nm 附近）可比，因此 X 射线可用于研究各类分子的结构。但是，到目前为止还不能用 X 射线对单个的分子成像，因为没有 X 射线透镜可以聚焦 X 射线，而且 X 射线对单个分子的衍射能力非常弱，无法被探测。而晶体（一般为单晶）中含有数量巨大的方位相同的分子， X 射线对这些分子的衍射叠加在一起就能够产生足以被探测的信号。从这个意义上说，晶体就是一个 X 射线的信号放大器。 X 射线晶体学将 X 射线与晶体学联系在一起，从而可以对各类晶体结构进行研究，特别是蛋白质晶体结构。但是这种方法的局限性就是必须首先得到待测定物质的单晶，然后才有可能进行晶体结构研究，对于那些无法得到或者所得晶体微乎其微的物质而言， X 射线衍射法分析就显得无能为力。但是东京大学（ UniversityofTokyo ） MakotoFujita 教授领导的研究小组与芬兰捷瓦斯基拉大学（ UniversityofJyvskyl ） KariRissanen 教授合作完成了一项研究成果，在单晶 X 射线分析研究方面已经取得了根本性的突破—— YasuhideInokuma,ShotaYoshioka,JunkoAriyoshi,TatsuhikoArai,YukiHitora, KentaroTakada,ShigekiMatsunaga,KariRissanenMakotoFujita. X-rayanalysisonthenanogramtomicrogramscaleusingporouscomplexes . Nature , Volume:495,Pages:461–466.Datepublished:28March2013.doi: 10.1038/nature11990 . 他们克服了 X 射线分析确定晶体分子结构必须使用单晶的局限性，完全颠覆传统的 X 射线单晶衍射 (SCD) 分析方法，创建了一种 SCD 分析的新方法，而且并不需要靶分子结晶。在这种方法中 , 一种非常小的多孔复合晶体从溶液中吸收目标分子 , 使被吸附的客体（目标分子）与主体框架结构一并进行晶体分析。仅用边长 0.1mm 的晶体（ 0.1×0.1×0.1mm ）即可进行 SCD 分析，需要目标分子的质量可低至 80ng 。 MakotoFujita 教授和 KariRissanen 教授的研究报告，测定了稀缺海洋天然产物的结构，仅仅使用了 5g 的样品。对于化学家而言，许多自然的或者人工合成的化合物因为数量太少，此前根本无法进行分析测试，不得不选择放弃研究，但是，现在不同了，通过采用这种新方法可以轻松而精确地进行晶体结构研究。更多信息敬请浏览物理学家组织网（ Phys.org ） 2013 年 4 月 5 日的报道，或者日本和芬兰相关大学的网站、芬兰科学院网站（ AcademyofFinland ）等报道，也可以直接浏览原文（见上述）。; 个人分类: 新科技|8264 次阅读|11 个评论

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