检测小分子结构的有效方法

小分子——从自然产生的代谢物和激素到合成药物和杀虫剂——对生物有很大影响。然而，为了让科学家了解分子如何工作以及如何设计有益的分子，他们需要知道原子和化学键的确切排列。现在，研究人员找到了一种更快、更简单、更可靠的方法来解决小分子的结构问题。他们在ACS中央科学杂志上报道了他们的结果。

目前，用于确定小分子结构的金标准是X射线晶体学。在这项技术中，研究人员使一个小分子结晶，然后用X射线轰击晶体，X射线以复杂的模式衍射，揭示分子的三维结构。然而，对于许多化合物来说，生产大量高质量的晶体是耗时的或者是不可能的。布赖恩斯托尔茨、何塞罗德里格兹、何西阿纳尔逊和塔米尔戈宁想知道他们是否能使用一种低温电子显微镜来表征小分子。这项被称为微电子衍射(Micro-ED)的技术是五年前为研究蛋白质结构而开发的。在这种技术中，电子束而不是X射线从晶体中衍射，X射线比X射线结晶学所需的电子束小得多。

研究人员首先在含有数千个纳米晶体的黄体酮粉末样品上测试了MicroED。他们旋转一个单晶并从不同角度收集电子衍射数据，在不到30分钟内以高分辨率(1埃)确定激素的结构，而X射线晶体学需要几周或几个月。他们接着成功描述了其他11种天然、合成和药用产品，包括对乙酰氨基酚、布洛芬和几种抗生素。研究人员甚至通过研究单个纳米晶体在混合物中发现了四种不同的分子。研究人员使用micro-ed分析了X射线晶体学通常需要的十亿分之一大小的晶体。

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