上海光源X射线角波动相干光谱方法学研究取得新突破

上海光源的陈刚研究员通过与美国劳伦斯伯克利国家实验室以及太平洋西北国家实验室的课题组合作，从理论上将X射线角波动相干光谱方法进一步推广到多粒子混合体系的结构分析中，利用这一方法有望实现实时原位地追踪蛋白分子形变以及纳米材料的生长和自组装过程。这一成果已在线发表于物理界权威杂志Physical Review Letters [ PRL 110, 195501 (2013)].

一直以来，原子层面的结构通常是利用X射线晶体学方法得到的，在实验中通过将生物大分子等材料在空间进行有序地排列从而增强X光散射信号，然而对无定型和非晶材料以及病毒和膜蛋白等难以结晶材料的结构分析却是长期以来困扰科学界的难题。 随着同步辐射光源的发展以及X射线自由电子激光的出现，一种基于单分子衍射的成像技术为解决这一科学难题带来了希望 ，因此受到了广泛的关注，但是这一方法在实验和理论上仍然存在着诸多挑战，比如纳米量级的样品与微米量级的光束对准、由于缺失空间角度信息导致数据处理异常复杂等问题。

同样借助现代X射线光源的短脉冲、高强度的特性，由以色利科学家Zvi Kam提出的X射线角波动相干光谱方法近来得到了国际多个科研组的关注。这一谱学方法是通过对多个相同无序的颗粒进行多次采样，进而得到粒子的角波动自相干方程并由此推导粒子的空间结构的实验方法,实验和理论证实这一方法的应用可以化解单分子成像中的多个技术难题。此次上海光源从理论上将X射线角波动相干光谱方法进一步推广到了多粒子混合体系的结构分析中,成为X射线角波动相干光谱方法学研究领域一项新的突破。　 （物理与环境科学部供稿）