有些回答說X-射線激光是因為"射線強度高"就能"得到好的衍射圖樣"這個結論是怎么來的... 稍微了解一些衍射的物理常識也知道傳統X-射線衍射中, 提升射線強度也很容易的. X-射線激光之所以牛逼, 絕對不是因為它的強度高.
基本物理背景知識:
X-射線衍射之所以能測定晶體結構是利用了晶體結構的周期性. 當晶體結構有周期性時, X-射線在晶體表面和內部發生干涉. 根據干涉圖樣, 我們可以反推出晶體的周期結構.
之所以用X-射線不能用可見光是因為X-射線的波長和晶體中一個重復的周期結構的大小相當, 用長波長的光看不到比波長更短的尺度上的結構.
當一個晶體中重復的周期結構越多, 干涉效果越強, 衍射圖樣越清晰. 因此傳統X-射線衍射測定蛋白質結構, 需要盡可能將蛋白質結成大的單晶. 這樣重復的周期結構多, X-射線的強度不需要很大也能得到很不錯的衍射譜.
在測定蛋白質結構時, X-射線的強度不能太大. 因為X-射線的能量是很高的(回憶有機化學中的很多牛逼的反應的條件是"光照"), 強度太大會使其結構很快就損壞, 來不及得到完整的衍射圖樣.
因此對于結構生物學家來說, 長一個又大又好的蛋白質單晶是其最重要, 也是最困難的工作.
但是對于有一些蛋白, 比如膜蛋白, 很難做出很好的單晶. 通常一個膜蛋白的單晶中也只有300多個重復的結構(在一般的金屬等固體中這個數量至少要多幾百萬倍). 為了得到可以分辨的衍射圖樣, 必須加很大的X-射線強度. 但是強度一大, 這些蛋白質的結構都損壞了, 得不到完整的衍射譜, 所以很長一段時間, 這種膜蛋白的結構很難用X-射線衍射測量.
不過物理學家們是很厲害的. 他們發明了一個叫"激光"的東西. 自由電子通過相干的同步輻射, 可以制造出時域寬度為飛秒([公式]秒)級別的X-射線激光. (感謝 @Wang Erdong 指正錯誤. ) 將這種高強度的高速激光打在蛋白質上, 可以在蛋白質結構損壞之前就得到大量可用的衍射圖樣, 從而測定蛋白質的結構. 這項工作最早是在2010年由德國的實驗組完成的:
英國劍橋晶體學數據中心（CCDC）收錄的近千個晶體結構的數據條目可能是論文工廠的產物，機構已將其標記為可疑條目，并對其進行審查。CCDC是化學家尋求晶體結構信息的一個必查資源庫，存放了結晶學領域許多期......
一種新型高致病性冠狀病毒(SARS-CoV-2)自2019年12月以來肆掠全球，應對這一疫情的關鍵是了解病毒的受體識別機制，調節其感染性、發病機制和宿主范圍。而在分子和原子水平了解SARS-CoV-2......
3月2日，國際學術期刊《自然-植物》（NaturePlants）在線發表了題為“Structuralbasisformonolignoloxidationbyamaizelaccase”的研究論文，該......
基因組的遺傳信息得以表達，首先需要RNApolymerase(RNAP)以DNA為模板合成RNA。基因轉錄不僅是基因表達第一步，還是基因表達的主要調控步驟。對RNAP分子機器結構、運行機理以及調控機制......
具有特定的組成和拓撲結構的導電配位聚合物可以用于構建低維導體、二維材料、具有Kagome格子的材料等，從而研究相關的物理現象。同時，導電配位聚合物也可以作為熱電材料、透明電極、電化學催化劑、超導材料等......
一個人生病的因素有多種多樣，但不外乎于內因和外因兩類。內在因素中最根本的就是基因，醫學研究表明，所有的疾病或多或少都和基因有一些關聯，主要是由于基因表達發生突變造成。基因的表達調控如何控制生物體的發育......
多家研究機構合作報道了Schlafen（SLFN）蛋白家族被發現20年以來的第一個晶體結構，證實SLFN是一個新型的核酸內切酶家族，通過破壞蛋白翻譯機器調控真核生物的翻譯進程，能夠有效控制HIV病毒的......
受限于材料既有大量可能的元素組成，也有龐大的潛在結構，所以探索研發新材料一直沒有一個很好的辦法。例如，無機結構拓展到固相結構的研究發現大部分都是依賴于晶體化學以及耗費大量時間的系統改變元素比值的材料合......
高福院士團隊報道了中國首例死亡病例黃熱病毒分離株的NS1蛋白C端晶體結構，發現其整體結構與其他黃病毒如寨卡病毒、登革病毒等很像，都形成棒狀的同源二聚體結構，且都由兩個表面：梯形結構面和環狀結構面組成。......
鋯石是花崗巖中最常見的副礦物，其化學成分穩定、抗風化能力強，常被用于約束巖漿巖形成的時代和成巖物質來源，但在巖漿演化過程中其晶體形態及地球化學特征變化的研究還相對薄弱。通常情況下，礦物的晶胞參數隨著溫......