位于桑迪亚国家实验室的 Z 机器,可爆发出足以为百户家庭提供几分钟照明的巨大能量(via New Atlas)
即将投入使用的欧洲XFEL,以及韩国已在今年6月运行和瑞士即将在2018年启用的另两台X射线激光仪,将为科学家们提供更多选择。
通过对样本进行连拍获得数千张照片,科学家可以获得各种酶蛋白、催化剂甚至病毒的活动影像。比如,利用LCLS,科学家可以9纳米的分辨率为一种病毒制作3D影像,揭示其如何将遗传物质重组成基因组,从而掌握该病毒破坏细胞的分子过程。
在分子结构检测实验中,利用传统X射线光源往往需要将被检测分子制成较大的晶体结构,而XFEL产生的X射线足够强,晶体结构只需几个纳米即可,甚至能对非晶体形式的簇状分子进行结构检测。因此,对于难结晶的蛋白质分子,XFEL是研究其结构的最佳工具。
硅样被X射线加热,并膨胀至低密度(via APS.org)
这次即将投入使用的欧洲XFEL,共有3台独立的波动振荡器,这些振荡器能同步发射X射线激光,每秒钟可为样本拍出3000多张高质量X射线图片,而其他同类设备在同样时间内只能拍摄100张左右。因此,XFEL激光仪在从原子级别测量样本分子结构方面更具优势,将用来对单个分子进行衍射检测。欧洲自由电子激光科学中心生物化学家亚文·佩尔森认为,欧洲XFEL激光仪将带领结构科学家们探索全新的未知领域。
总编辑圈点
生命的无穷奥秘,就在于那些神奇的时间节点,也许是几天,也许是几秒。世界最强的X射线自由电子激光仪,将一秒钟切割成3000多个瞬间并将之定格,从某种意义上,放慢了生命的脚步,让科学家从容地翻看生命这本大书。
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