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X射线单晶体衍射仪的发展方向

2018.7.20

数据的积累

从前述的应用已经看出，晶体结构的测定及结构与性能关系的研究，是今后走上人类按需设计新材料的基础。今日虽已测了许多晶体的结构，但还有许多未能测定，而且还不断有新化合物，新晶体出现，因此不断的测定他们的结构，加以总结分析是十分必要的。当今已有多个晶体结构数据库，如：⑴剑桥结构数据库（CSD）。包括各种有机，有机金属化合物及配合物的晶体学数据。⑵无机晶体结构数据库（ICSD）。⑶金属结晶学数据库（CRXSTMET）。⑷蛋白质数据库（PDB）。⑸晶体学数据（CD）。⑹粉末衍射卡片（PDF）。⑺有序无序结构数据库（OD）等。

X射线单晶体衍射仪生物大分子

2001年2月12日，人类基因组框架图发表。接下来的任务是要把各基因的结构和功能搞清楚，有大量的基因结构需要测定。世界上已经成立了结构基因组的国际合作组织，分配人类基因结构的测定任务。除了人类基因以外，还有水稻基因组，各种病毒等范围更广的生物大分子结构需测定。生物大分子的数量将会远远超过各种无机物，有机物分子的总量。生物大分子结构测定将是今后晶体结构测定的主要任务。

X射线单晶体衍射仪结构与性能关系

按照已知的结构和性能的关系设计制造需要的新材料是进行大量结构测定的目的。如何总结大量已测结构的规律并与其性能、功能相联系是今后的任务之一。特别是生物结构与功能的关系。进一步如何利用这种关系设计制造人类需要的材料，药物等，更是永不完结的任务。

X射线单晶体衍射仪结构的发展

目前虽已有各种方法用来解决相角的问题，但要置换许多同晶化合物还是颇费时和颇昂贵的，如果能如小分子那样用直接法来解决相角问题，将会方便许多。中国科学家范海福院士是研究直接法的世界权威人物，正在进行这方面的研究。

X射线单晶体衍射仪实验方法发展

目前的实验室单晶体结构分析方法对于测定小分子的单晶体结构已经是相当完美了，但对于巨大的生物大分子就显得软弱无力，主要是光源强度不够，光的平行性不良，波长又不好调。目前主要要依靠同步辐射作为X射线源。中国二个同步辐射光源之一的位于合肥的国家同步辐射实验室（NSRL）今年上半年已胜利完成用于生物大分子结构测定的光束线与实验站的建设，并已收集到尖吻蝮蛇蛇毒磷脂酸A2，神经毒等多种生物大分子的衍射数据，并解出了结构。另一个北京同步辐射装置（BSRF) 的生物平台使用的是聚焦光束。也已于2002年12月4日投入试运转，在样品冷冻条件下成功地收集了18套结构数据，情况良好。数据分析正在进行中。