Кристаллография рентгеновских лучей, метод, который может произвести изображения молекул с изящной деталью, имеет один недостаток: Это работает лучше всего над кристаллами, в которых много копий молекулы выстроены в линию в регулярном множестве. Но в Природе этой недели, ученые сообщают о создании изображения дифракции от некристаллического образца. Новый метод мог привести к изображениям всех видов вещей, которые не могут быть кристаллизованы – от клеток до отдельных молекул белка.В кристаллографии рентгеновских лучей рентгеновские лучи предназначены для кристалла; подпрыгивая от атомов, лучи производят ряд пятен дифракции, которые исследователи могут математически восстановить в изображение молекулы.
То вычисление требует измерения интенсивности рентгеновских лучей и определения их фазы, родственник, рассчитывающий – более трудная проблема, традиционно решенная путем сравнения образца дифракции от чистого кристалла с одним от подобного кристалла, в котором атомы хэви-метала заменяют некоторые компоненты кристалла. Сигналы от металлических атомов обеспечивают ориентиры, от которых может быть решена фаза других рентгеновских лучей.Но с некристаллическими образцами, рентгеновские лучи генерируют запачканные образцы вместо острых пятен.
В этих пятнах, однако, интенсивность варьируется гладко от одного пикселя до следующего способом, связанным с фазой. В начале 1980-х, исследователи предположили, что могло бы быть возможно использовать ту информацию для решения фазы.
Теперь Цзяньвэй Мяо, физик в государственном университете Нью-Йорка, Каменного Ручья и его коллег создал компьютерный алгоритм, чтобы сделать просто это. Программа объединяет данные об интенсивности в запачканном образце дифракции со случайной информацией о фазе, сгенерированной компьютером для произведения в большом количестве приблизительного изображения цели, ответственной за дифракцию. Это тогда повторно преобразовывает изображение назад в соответствующие данные об интенсивности дифракции и информацию о фазе.
Объединяя новую информацию о фазе с оригинальными данными об интенсивности, это генерирует новую картину – и т.д. Повторение цикла приблизительно 1 000 раз производит заключительное изображение.
Используя их метод, бригада, изображенная, множество крошечного золота усеивает резолюцией 75 миллимикронов – далеко разрешение первосортных кристаллических образцов, которые могут быть сотнями более прекрасных времен, но уже лучше, чем лучшие оптические микроскопы. «Это – действительно блестящее экспериментальное достижение», говорит Итон Лэттмен, рентгеновские лучи crystallographer в Университете Джонса Хопкинса в Балтиморе.