作者:凯特琳·布昂戈尔诺，SLAC国家加速器实验室 为了研究样本损伤，研究人员用成对的x光激光脉冲撞击结晶的生物分子，这些脉冲的波长略有不同，间隔高达100飞秒
第一个脉冲穿过样品，由于其能量较高，被箔片过滤器吸收
第二个从样品中散射出来，通过过滤器进入检测器
学分:格雷格·斯图尔特/SLAC国家加速器实验室 像美国能源部SLAC国家加速器实验室的X射线自由电子激光器的一大优点是，它们允许研究人员确定自然环境中生物分子的结构
如果你想研究一种潜在的新药在与人体相似的条件下如何与病毒相互作用，这一点很重要
通过用超短x光激光脉冲撞击这些样本，科学家可以在x光损伤有时间通过样本传播之前的瞬间收集数据
但是用这种方法检验的样品真的是零损伤吗，这就是所谓的“破坏前衍射”？在越来越精细的测量尺度上知道答案对于分析这些实验的结果和理解生物分子如何工作是很重要的
这种理解对于设计有效针对特定疾病的药物至关重要
多亏了SLAC直线加速器相干光源(LCLS)开发的双色x光激光技术，LCLS的一项实验正在将这项技术测试到前所未有的极限
由马克斯·普朗克医学研究所的伊尔梅·施利奇廷和SLAC的塞巴斯蒂安·布特领导的一个小组用成对的x光激光脉冲击中了两种类型的结晶生物分子，这两种激光脉冲的波长稍有不同，相差高达100飞秒，即十亿分之一秒的百万分之一
第一个脉冲通过样品，被箔过滤器吸收
第二个脉冲从样品中散射出来，通过过滤器进入检测器，形成可以分析的图案，以重建样品分子的结构，并测量第一个脉冲引起的任何变化
通过这种方法，研究小组发现分子中含有比氧重的原子的部分吸收了x光损伤的冲击
构成所有蛋白质骨架的碳原子链也随着时间发生了变化，但程度要小得多
这些变化在整个分子中并不一致，在某些区域比其他区域发生得更多，并且随着脉冲间隔时间的增加而增加
这些结果表明，为了进行可靠的测量，研究人员需要对样本的这些特定部分进行建模，而不是假设分子的所有部分都受到了同样的损伤
这项发表在《自然通讯》上的研究，是对像LCLS这样的x光激光产生的极短的x光脉冲如何改变生物分子结构的更全面理解的开始
该小组得出结论，“破坏前衍射”是确定生物分子结构的有效方法，只要科学家在解释结果时考虑到用于研究它们的脉冲的强度和持续时间
这些知识可以应用于这些设施正在进行的广泛研究，从研究防治蚊媒疾病的新方法，到研究致命病原体的毒性和更好地了解抗哮喘药物
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