教育部科技發展中心網報道: 美國Livermore國家實驗室(LLNL)的科學家們在11月12日的《Nature Physics》上發表文章,聲明他們第一次使用超短超強的X射線脈沖對蛋白質等目標進行原子尺度的無損成像,并取得了25飛秒的快速成像記錄。
應用這種方法和正在建造的更強的X射箭激光器,人們將能夠對復雜的生物分子進行原子分辨的成像。科學家們將對材料科學、等離子體物理、生物醫學等領域有更深刻的理解。
Livermore的科學家使用位于德國漢堡的德國電子同步加速器(DESY)記錄了在X射線激光破壞被測物前所成的納米尺度的衍射圖形,然后根據衍射圖形使用他們自己發明的算法來重建出被測物的圖像。這種成像技術無需高分辨率的透鏡組,能夠應用于原子尺度分辨的成像。這種成像技術的空間分辨率為50納米,比光學顯微鏡要高10倍。
之前的理論指出高分子、病毒或細胞在被超快超強的X射線脈沖破壞成等離子體之前,其衍射圖形是可能被記錄下來的。這意味著科學家們無需使其成型就能夠了解多種蛋白質高分子的結構。四種模型的計算機模擬的結果都支持了這種理論。但是在此之前,這一理論還從來沒有實驗驗證過。
Livermore的科學家們首先提出了驗證這一理論的實驗,這個實驗在DESY的FLASH設備完成。FLASH由自發輻射的自放大原理產生了軟X射線自由電子激光(FEL)脈沖。這一脈沖比之前世界上最亮的X射線源要亮一千萬倍。在實驗中,脈沖捕獲圖像僅使用了25飛秒。
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