X射线晶体定向衍射历史介绍

X射线晶体衍射是人们了解原子世界的利器，这一技术为人们解析了大量的重要生物学结构。今年是这一技术的百年诞辰，本期Nature杂志以特刊形式，介绍了X射线晶体衍射的过去、现在和将来。

1914年，德国科学家Max von Laue因为发现晶体中的X射线衍射现象，获得了诺贝尔物理学奖，这一发现直接催生了X射线晶体学。从那以后，研究者们用这一衍射技术解析了大量复杂分子的晶体结构，从简单的矿物、高科技材料(如石墨烯)到病毒等生物学结构。随着这一技术的不断改进，出成果的节奏也越来越快。现在蛋白晶体成像的分辨率已经实现了突破，能够区分单个原子。而新X射线源实现了对困难蛋白的成像，这些蛋白难以甚至不能形成大晶体。

Von Laue hit的理论是，当X射线通过晶体时会发生衍射，而衍射模式可以体现原子的定位。1912年，Von Laue hit及其同事用硫酸铜验证了这一理论。

自1971年以来，蛋白数据库(Worldwide Protein Data Bank)就在不断收集蛋白质结构数据，目前已经收录了将近十万个条目。包括晶体学开放式数据库COD在内的其他数据库，收录了各种物质的结构，从矿物质、金属到小生物分子。随着成像和数据分析技术的进步，研究人员能够获得更细微的结构信息，解决越来越复杂的分子结构。