晶体结构分析

晶体之秘，一镜解之长期以来，材料科学研究一直围绕着材料的结构－性能关系展开。对于绝大多数材料，晶体结构及各类缺陷决定了其性能和使役行为。因此，分析表征材料的晶体结构及缺陷是材料研究的核心内容。自从德国电气工程师 Ernst Ruska 与 Max Knoll 发明了电子显微镜后，经过近百年的不断发展，电子显微术已成为材料晶体结构及缺陷表征最常用、最有力的工具之一，是材料研究不可或缺的重要手段。电子显微术的发展和应用极大地拓展了人们对材料结构的认知，推动了材料科学的迅猛发展，催生了众多的高性能新材料。“中国相”的发现1、1946年夏，郭可信从浙江大学化工系毕业后通过公费留学考试，于1947年9月到瑞典斯德哥尔摩的皇家理工学院金相学实验室专攻冶金学，其间主要利用X射线衍射方法研究合金中的相结构。后来逐渐接触电子显微镜，用的是当时瑞典唯一的一台RCA电镜，没有衍射功能。2、1955年，郭可信用萃取复型法研究合金钢回火初期生成的碳化物，同年11月去伦敦作“δ－铁素体的金相学”的学术报告，并去剑桥大学参观。郭可信用胶膜（萃取）复型观察到几十埃大小的VC颗粒及针状Mo2C，这是V、Mo在钢中产生晶粒细化及析出硬化（或二次硬化）的原因， 于是在1956年写了一篇文章。这是用电镜进行这类研究工作的早期著作。3、1956年3月， 郭可信看到周总理“向科学进军”的动员令，兴奋不已，４月底乘机经苏联回到阔别九年的祖国，任职于中国科学院金属研究所。之所以来到沈阳工作，与那时金属所有一台苏联人仿制西门子的透射电镜不无关系。4、1962年中国科学院又分配给金属所一台民主德国产的电镜，仍然不能做电子衍射。郭可信等用它观察到铝合金中的位错运动和交滑移，并在1964年第4届欧洲电子显微学会议上做了展示。1965年金属所又争取到一台日本电子株式会社生产的JEM-150电镜， 用它开展镍合金中位错、层错的衍衬像研究。5、6、1967年夏，中国科学院分配给金属所一台之前通过贸易定购的捷克产电镜。郭可信带领其他人居然把这台捷克电镜安装起来，并调试出十几埃的电子显微像。7、60年代中期至70年代中期， 郭可信亲自在JEM-150电镜上做了些相分析工作，发现M23C6与M6C 都属面心立方晶系。为了得到三维的不同取向电子衍射图，他还和北京分析中心的孟宪英利用她的JEM-100电镜开展了倾斜晶体的实验， 确定了一些含钒矿物的点阵类型， 后来这种技术在国内得以广泛传播。8、改革开放之后的1980年，郭可信了解到院里准备引进一两台电子显微镜， 随即便去北京争取，并向郁文秘书长立下军令状，保证在电镜安装后三年内做出出色成绩。这样，院里决定为金属所订购一款当时分辨率最高的透射电镜，型号为JEM200CX。郭可信带领研究团队统筹安排诸多研究方向，相继取得了一批具有国际领先水平的研究成果：在四面体密堆晶体(Frank-Kasper相)的电子衍射图中观察到五次对称的强电子衍射斑点，并给予正确的诠释；独立在Ti-Ni合金中发现具有五次旋转对称的三维准晶（被西方学者称为“中国相”）；首先发现八次、十次旋转对称的二维准晶；首先发现一维准晶；首先发现具有立方对称的三维准晶，并阐明准晶的必要条件。9、这些工作将当时中国的准晶研究引领至国际前沿。通过这台电镜完成的研究工作共培养出硕士、博士和博士后共计36名， 其中有２人当选为中国科学院院士。相关研究成果获国家自然科学奖一等奖和四等奖各1项，中国科学院自然科学奖和科技进步奖4项。10、2000年后，这款已经服役近30年的 JEM200CX基本不能处于正常工作状态了。2016年，金属所把该电镜的镜筒做了解剖，整机摆放在研究生教育大厦（郭可信楼）一楼大厅供学习和参观。以上图文选自《晶体结构与缺陷的电子显微分析实验案例》一书，更多有关电子显微镜历史发展和科学家精彩故事请详阅本书。回到科学初心，用实验案例探索晶体的奥秘书名：晶体结构与缺陷的电子显微分析实验案例书号：978-7-04-061096-3作者：马秀良 著定价：149.00元出版日期：2024年1月01 内容简介本书涵盖作者自20世纪80年代末师从郭可信先生起至近年带领研究团队在有关电子衍射方面所积累的主要实验案例，旨在以“案例”的形式梳理电子显微学及晶体学的基础知识，展示如何通过对材料基础科学问题的再认识，从而对经典问题产生新理解，分享发现的乐趣，传授30余载的学术经验。本书主体（第2～6章）按晶体的对称性从低到高依次展开，包括单斜、正交、四方、六方、三方、菱方、立方晶系，涉及周期性晶体14种布拉维点阵中的13种点阵类别以及部分准晶体，共40余种物相。第1章和第7章是科学研究中相关历史事件的精彩片段，不但能引起读者对本领域历代先驱者的无限敬仰，也能激发年轻学者投身于基础科学研究、探索自然奥秘的热情和决心。本书适合作为电子显微学以及材料相关专业研究生的教学参考书，也可供材料科学与过程领域的科研工作者和从业者阅读和参考。02 作者简介马秀良，满族，1964年出生于辽宁省东沟县。1988年毕业于大连理工大学材料工程系。曾师从我国著名科学家郭可信先生，在中国科学院北京电子显微镜实验室和大连理工大学从事 AI 基合金中十次对称准晶及复杂合金相的冶金学和晶体学研究，1994年获博士学位，1995—2005 年先后在德国多特蒙德大学，日本精细陶瓷研究中心、东京大学，中国香港城市大学，以及德国鲁斯卡电镜中心等从事固体材料结构与缺陷的高分辨电子显微学研究，2001—2022年为中国科学院金属研究所研究员，先后任沈阳材料科学国家(联合)实验室固体原子像研究部主任(2006—2018)，沈阳材料科学国家研究中心材料结构与缺陷研究部主任(2018—2022)，金属研究所第十二届学术委员会主任(2019—2022)。现任中国科学院物理研究所研究员、松山湖材料实验室研究员、大湾区显微科学与技术研究中心负责人。院士推荐

p style=" text-indent: 2em " span style=" text-indent: 2em " 据Technavio最新报告数据，锂离子电池全球市场规模在2020-2024年期间有可能增长478.1亿美元，且市场的增长动力将在预测期内加速。 /span br/ /p p style=" text-indent: 2em " 无论是锂电实验室研究，还是商业化锂电失效分析，锂电材料关心的结构、动力学等性能，均与电池材料的组成与微结构密切相关。准确和全面的理解锂电池材料的构效关系需要综合运用多种检测技术。 /p p style=" text-indent: 2em " 锂电材料晶体结构表征手段主要包括 X 射线衍射技术（XRD）、扩展 X 射线吸收精细谱（EXAFS）、中子衍射（neutron& nbsp diffraction）、核磁共振（NMR）、电镜（EM）、拉曼散射（Raman）等。 /p p style=" text-indent: 2em " XRD是目前应用最为广泛的研究晶体结构的技术。而马尔文帕纳科(Malvern Panalytical& nbsp )便是国内XRD市场主流品牌之一，近日，仪器信息网有幸邀请马尔文帕纳科分享了针对锂电材料晶体结构分析技术的探讨及技术展望。 /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " span style=" color: rgb(255, 0, 0) font-size: 18px " i strong 专题约稿|锂离子电池材料晶体结构分析技术探讨 /strong /i /span /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " span style=" color: rgb(127, 127, 127) " ——“锂电检测技术系列——晶体结构分析技术”专题约稿 /span /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " span style=" color: rgb(127, 127, 127) " 作者：马尔文帕纳科(Malvern Panalytical& nbsp ) /span /p p style=" text-indent: 2em " strong Instrument: /strong 贵司在锂电材料晶体结构分析方面，可以提供哪些仪器技术？有哪些技术优势？ /p p style=" text-indent: 2em " strong Malvern Panalytical: /strong 锂电检测领域，马尔文帕纳科不仅可以提供电池检测需要的精密仪器，同时，还可以为相关用户获取高质量数据提供专业技术支持。具体而言，即针对不同的电池类型提供对应的解决方案。比如针对生产软包电池，马尔文帕纳科可以提供硬射线（银靶）的高端解决方案；针对原位充放电过程，使用马尔文帕纳科先进的GaliPIX探测器可以每30秒在线测量一次，对铜到银的辐射达100%的接收效率，捕捉到原位充放电过程中晶体相变的细节，进而了解电池相变引起的膨胀和收缩。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202005/uepic/31848243-1328-476c-8df2-fc26e7dbdc18.jpg" title=" 1.png" alt=" 1.png" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) text-align: center text-indent: 0em " 装载了电池样品的Empyrean衍射仪 /span /p p style=" text-indent: 2em " 上图是马尔文帕纳科荷兰实验室对电池进行分析使用的仪器照片和电池样品照片。该仪器使用银靶辐射作为入射光源，光管发出的发散X射线需经过入射光路专用的银靶聚焦光反射镜反射，转化为焦点在探测器上的高强度聚焦光束，电池样品垂直固定在样品台上，光束穿透样品发生衍射，衍射光路使用CdTe重元素半导体感应芯片的GaliPIX3D矩阵探测器采集衍射信号，整套光路为透射几何。实测电池样品为商用方型手机电池。充放电循环设置为3.2-4.2V，1/3C-rate，共4循环。单次衍射扫描总时间为5分钟，实验总计14小时。 /p p style=" text-indent: 2em " 如果用户没有软包电池的样品台，马尔文帕纳科可以为用户提供一个纽扣电池结构的原位充放电样品池，测试您的正负极材料。同时也可以提供加热和冷却选项。不同类型电池样品的解决方案如下表： /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 302px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202005/uepic/1ef962a3-2486-4f22-bb67-36e136d13e1e.jpg" title=" 2.png" alt=" 2.png" width=" 600" height=" 302" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-indent: 2em " span style=" text-indent: 2em " 马尔文帕纳科的主要优势是提供高质量数据，以及切实有效的解决方案，有助于用户电池材料研究及加工工艺改善，或帮助科研用户发表高质量文章。 /span /p p style=" text-indent: 2em " strong Instrument: /strong strong 锂电检测领域主要用户分布于哪些领域？有哪些典型用户？ /strong /p p style=" text-indent: 2em " strong Malvern Panalytical: /strong 马尔文帕纳科用户广泛分布在工业及学术领域。工业领域方面，中国电池行业非常成熟，如比亚迪、CATL等遍布全球的知名公司都是马尔文帕纳科的用户，工业领域通过使用马尔文帕纳科的新技术系统，不断提升电池的质量和性能。学术领域，主要是小规模开发新技术的用户，中国高校处于电池研究的前沿，研究人员正在利用马尔文帕纳科的系统来不断进行新材料的研究开发。 /p p style=" text-indent: 2em " strong Instrument /strong : strong 贵公司针对锂电材料晶体结构分析开发了哪些应用解决方案？ /strong /p p style=" text-indent: 2em " strong Malvern Panalytical: /strong 马尔文帕纳科的Empyrean XRD平台以其优异性能和灵活性而闻名于世。结合马尔文帕纳科HighScore Plus软件，可以用于专门定制分析电池材料，用户可以从合成阶段到组装电池全流程分析电池材料。利用对应的解决方案，用户可以研究创新正极材料的晶体结构，可以测量合成石墨负极的石墨化程度，可以研究加热或冷却时这些材料的变化；对于组装好的电池，还可以原位测量和分析失效原因，并将这些失效与底层的晶体结构变化联系起来。同时，马尔文帕纳科不仅提供硬件和软件方案，还将提供专业知识和技术支持。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 146px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202005/uepic/c86492d7-c700-41de-9ef7-79f6185b453e.jpg" title=" 3.png" alt=" 3.png" width=" 600" height=" 146" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " span style=" text-indent: 0em " 解决方案免费获取链接： /span span style=" text-indent: 0em text-decoration: underline " a href=" https://www.instrument.com.cn/application/Solution-926077.html" target=" _blank" style=" color: rgb(0, 176, 240) " span style=" text-decoration: underline text-indent: 0em color: rgb(0, 176, 240) " 链接 /span /a /span /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 151px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202005/uepic/5dbe84d2-b164-421b-b6d0-c26224560fdb.jpg" title=" 4.png" alt=" 4.png" width=" 600" height=" 151" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " span style=" text-indent: 0em " 解决方案免费获取链接： /span a href=" https://www.instrument.com.cn/application/Solution-926219.html" target=" _blank" style=" text-indent: 0em color: rgb(0, 176, 240) " 链接 /a /p p style=" text-indent: 2em " strong Instrument /strong strong :近两年来，贵公司在锂电领域的业界表现如何？ /strong /p p style=" text-indent: 2em " strong Malvern Panalytical: /strong 锂离子电池领域，马尔文帕纳科是X射线衍射解决方案的技术领导者。中国70%的大型电池厂家使用马尔文帕纳科的激光粒度仪与X射线系统来表征电池材料粒度及粒度分布与晶体结构。在研究中，马尔文帕纳科的原位XRD解决方案与GaliPIX探测器设置了很高的基准，该基准也是目前市场上其他产品无法企及的。 /p p style=" text-indent: 2em " strong Instrument: /strong strong 贵公司如何看待锂电市场为仪器企业带来的机遇？ /strong /p p style=" text-indent: 2em " strong Malvern Panalytical: /strong 随着锂离子电池市场的快速发展，特别是在中国，仪器制造商的前景十分广阔。整体的仪器市场会有高增长的同时，对仪器质量和服务支持的需求也会很高。因此，只有拥有良好基础并做好充足准备的公司才能更好的把握锂电发展带来的机遇。 /p p style=" text-indent: 2em " strong Instrument: /strong strong 贵公司将采取哪些措施加强对锂电领域的拓展？ /strong /p p style=" text-indent: 2em " strong Malvern Panalytical: /strong 马尔文帕纳科将完全以客户为中心，不断扩展马尔文帕纳科的服务支持和专家网络。由于电池技术仍在不断发展，马尔文帕纳科将不断调整已有的解决方案，以应对新技术引入带来的挑战，使马尔文帕纳科的客户能够缩短开发过程，并在工业规模扩大期间获得正确的解决方案。 /p p style=" text-indent: 2em " strong 附1：马尔文帕纳科X射线衍射仪产品系列 /strong /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 500px height: 267px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202005/uepic/50b4685a-3b98-40a3-a9bb-2f7f932d2190.jpg" title=" 5.png" alt=" 5.png" width=" 500" height=" 267" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) text-align: center text-indent: 0em " Empyrean 锐影系列多功能X射线衍射仪 /span /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 500px height: 161px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202005/uepic/23284c83-b66f-4f81-bb0c-91b0c5e5ce59.jpg" title=" 6.png" alt=" 6.png" width=" 500" height=" 161" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) text-indent: 0em " Aeris 系列台式X射线衍射仪 /span /p p style=" text-indent: 2em " strong 附2： /strong span style=" text-indent: 2em " & nbsp /span span style=" color: rgb(0, 0, 0) " strong style=" text-indent: 2em color: rgb(255, 0, 0) font-family: 宋体, " arial=" " margin:=" " padding:=" " 锂电检测系类专题约稿征集中 /strong /span /p div class=" ContL" id=" newContent" style=" margin: 0px padding: 0px color: rgb(68, 68, 68) line-height: 26px " arial=" " white-space:=" " p style=" margin-top: 0em margin-bottom: 1em padding: 0px text-indent: 2em " span style=" margin: 0px padding: 0px text-indent: 2em " 为促进锂电检测技术发展，近期，器信息网结合锂离子电池检测项目品类，从2019年起策划组织系列锂电检测系列专题报道，为专家、仪器设备商、用户搭建在线网上展示及交流平台。 /span span style=" margin: 0px padding: 0px text-indent: 2em color: rgb(0, 176, 240) " （锂电检测系列专题内容约稿征集进行中，欢迎投稿： /span span style=" margin: 0px padding: 0px text-indent: 2em color: rgb(0, 176, 240) text-decoration-line: underline " 15311451191，yanglz@instrument.com.cn /span span style=" margin: 0px padding: 0px text-indent: 2em color: rgb(0, 176, 240) " ） /span /p table border=" 0" cellspacing=" 0" cellpadding=" 0" style=" margin: 0px padding: 0px font-family: Arial, tahoma font-size: 12px " align=" center" tbody style=" margin: 0px padding: 0px " tr class=" firstRow" style=" margin: 0px padding: 0px " td width=" 53" style=" margin: 0px border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p style=" margin-top: auto margin-bottom: auto text-align: center " strong style=" margin: 0px padding: 0px " span style=" margin: 0px padding: 0px font-family: 宋体 " 系列序号 /span /strong /p /td td width=" 359" style=" margin: 0px border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p style=" margin-top: auto margin-bottom: auto text-align: center " strong style=" margin: 0px padding: 0px " span style=" margin: 0px padding: 0px font-family: 宋体 " 锂电检测技术系列专题主题 /span /strong /p /td td width=" 126" style=" margin: 0px border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p style=" margin-top: auto margin-bottom: auto text-align: center " strong style=" margin: 0px padding: 0px " span style=" margin: 0px padding: 0px font-family: 宋体 " 专题链接 /span /strong /p /td /tr tr style=" margin: 0px padding: 0px " td width=" 53" style=" margin: 0px border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p style=" margin-top: auto margin-bottom: auto text-align: center " span style=" margin: 0px padding: 0px font-family: 宋体 " 1 /span /p /td td width=" 359" style=" margin: 0px border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p style=" margin-top: auto margin-bottom: auto text-align: center " span style=" margin: 0px padding: 0px font-family: 宋体 " 锂电检测技术系列——电性能检测技术 /span /p /td td width=" 126" style=" margin: 0px border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p style=" margin-top: auto margin-bottom: auto text-align: center " span style=" margin: 0px padding: 0px font-family: 宋体 " a href=" https://www.instrument.com.cn/zt/lidian1" style=" margin: 0px padding: 0px color: rgb(102, 102, 102) text-decoration-line: none " 【链接】 /a /span /p /td /tr tr style=" margin: 0px padding: 0px " td width=" 53" style=" margin: 0px border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p style=" margin-top: auto margin-bottom: auto text-align: center " span style=" margin: 0px padding: 0px font-family: 宋体 " 2 /span /p /td td width=" 359" style=" margin: 0px border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p style=" margin-top: auto margin-bottom: auto text-align: center " span style=" margin: 0px padding: 0px font-family: 宋体 " 锂电检测技术系列——形貌分析技术 /span /p /td td width=" 126" style=" margin: 0px border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p style=" margin-top: auto margin-bottom: auto text-align: center " span style=" margin: 0px padding: 0px font-family: 宋体 " a href=" https://www.instrument.com.cn/zt/lidian2" style=" margin: 0px padding: 0px color: rgb(102, 102, 102) text-decoration-line: none " 【链接】 /a /span /p /td /tr tr style=" margin: 0px padding: 0px " td width=" 53" style=" margin: 0px border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p style=" margin-top: auto margin-bottom: auto text-align: center " span style=" margin: 0px padding: 0px font-family: 宋体 " 3 /span /p /td td width=" 359" style=" margin: 0px border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p style=" margin-top: auto margin-bottom: auto text-align: center " span style=" margin: 0px padding: 0px font-family: 宋体 " 锂电检测技术系列——成分分析技术 /span /p /td td style=" margin: 0px border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p style=" text-align: center " span style=" margin: 0px padding: 0px font-family: 宋体 " a href=" https://www.instrument.com.cn/zt/lidian3" style=" margin: 0px padding: 0px color: rgb(102, 102, 102) text-decoration-line: none " 【链接】 /a /span /p /td /tr tr style=" margin: 0px padding: 0px " td width=" 53" style=" margin: 0px border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p style=" margin-top: auto margin-bottom: auto text-align: center " span style=" margin: 0px padding: 0px font-family: 宋体 " 4 /span /p /td td width=" 359" style=" margin: 0px border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p style=" margin-top: auto margin-bottom: auto text-align: center " span style=" margin: 0px padding: 0px font-family: 宋体 " 锂电检测技术系列——晶体结构分析技术 /span /p /td td style=" margin: 0px border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p style=" text-align: center " span style=" margin: 0px padding: 0px font-family: Arial, sans-serif " 5 /span span style=" margin: 0px padding: 0px font-family: 宋体 " 月上线 /span /p /td /tr tr style=" margin: 0px padding: 0px " td width=" 53" style=" margin: 0px border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p style=" margin-top: auto margin-bottom: auto text-align: center " span style=" margin: 0px padding: 0px font-family: 宋体 " 5 /span /p /td td width=" 359" style=" margin: 0px border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p style=" margin-top: auto margin-bottom: auto text-align: center " span style=" margin: 0px padding: 0px font-family: 宋体 " 锂电检测技术系列——X射线光电子能谱分析技术 /span /p /td td rowspan=" 2" style=" margin: 0px border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p style=" text-align: center " span style=" margin: 0px padding: 0px font-family: 宋体 " 即将上线 /span /p /td /tr tr style=" margin: 0px padding: 0px " td width=" 53" style=" margin: 0px border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p style=" margin-top: auto margin-bottom: auto text-align: center " span style=" margin: 0px padding: 0px font-family: 宋体 " 6 /span /p /td td width=" 359" style=" margin: 0px word-break: break-all border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p style=" margin-top: auto margin-bottom: auto text-align: center " span style=" margin: 0px padding: 0px font-family: 宋体 " 锂电检测技术系列——安全性和可靠性分析仪器及设备 /span /p /td /tr /tbody /table p style=" margin-top: 0em margin-bottom: 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p 　　Alpha-突触核蛋白(Alpha-synuclein)是路易小体(Lewy body)的主要成分，与帕金森病和其他神经退行性病变密切相关。日前，科学家们使用尖端技术MicroED(micro-electron diffraction)解析了Alpha-突触核蛋白的毒性核心，获得了分辨率超高的晶体结构。程亦凡博士在九月九日的Nature杂志上发表文章，探讨了这一重大进展在结构生物学中的意义。 /p p 　　程亦凡博士是加州大学旧金山分校的副教授，他原本是物理学博士，后来改用物理学方法研究生物问题。 近来程博士在冷冻电镜方面陆续发表了多项重要成果，受到了广泛的关注。2015年，程亦凡博士成为了霍华德· 休斯医学研究所的研究员。 /p p 　　Alpha-突触核蛋白的毒性核心由11个残基组成，被称为NACore。NACore可以形成有序的三维晶体，但这种晶体实在太小，光学显微镜观察不到，也难以进行X射线衍射。于是研究人员采用了以冷冻电镜(cryo-EM)为基础的新技术，MicroED。 /p p 　　用冷冻电镜进行结构分析时，需要在液氮温度下瞬间冷冻蛋白质悬液，让蛋白质分子周围的水分保持类似液体的状态，然后再通过成像解析蛋白分子的三维结构。随着硬件设备和软件算法等方面的突破，不依赖结晶的冷冻电镜技术越来越受到结构生物家的重视。 /p p 　　MicroED主要通过电子衍射来确定微小晶体的3D结构。这种技术最初发表在2013年底的eLife杂志上，并被《Nature Methods》杂志评为2015年最值得关注的技术之一。令人惊叹的是，MicroED在这项研究中的分辨率高达1.4埃。 /p p 　　程亦凡博士指出，这是人们首次用MicroED确定未知的分子结构，而1.4埃是迄今为止冷冻电镜达到的最高分辨率。这项研究展示了MicroED在结构生物学领域的巨大应用潜力。不过MicroED也有自己的局限，比如晶体结构解析中的相位问题(phase problem)。此外，MicroED很可能对晶体大小也有限制，强散射会令大晶体难以被电子束穿过。尽管如此，MicroED为结构生物学家提供了一个前景广阔的新工具，可以弥补现有技术的不足。 /p p br/ /p