X射线晶体衍射测定蛋白质三维结构
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为了防止各脏器成像发生的重叠给诊疗带来不便, 科 学家们进一步研究了成像更清晰、灵敏度更高的仪器。 1972年，英国科学家汉斯菲尔德运用计算机和图像重 建理论, 制成了电子计算机射线断层扫描成像装置, 也 就是已被广泛应用的CT。
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X射线与诺贝尔奖—物理学奖
伦琴因发现X射线而获得第一届诺贝尔物理学奖。 1903 年诺贝尔物理学奖。 1906 年的诺贝尔物理学奖。 劳厄获得了1914 年诺贝尔物理学奖。 英国的布拉格父子1915 年的诺贝尔物理学奖。 英国的巴克拉1917 年的诺贝尔物理学奖。 瑞典物理学家西格班1924 年诺贝尔物理学奖。 美国的康普顿1927 年诺贝尔物理学奖。 前苏联的切连科夫1958 年诺贝尔物理学奖; 美国的霍夫斯塔特1961 年诺贝尔物理学奖; 瑞典的西格巴恩1981 年的诺贝尔物理学奖。
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化学奖
荷兰的物理化学家德拜1936 年诺贝尔化学奖。 美国著名化学家鲍林1954 年诺贝尔化学奖。 英国生物学家肯德鲁与佩鲁茨1962 年诺贝尔化学奖。 英国女化学家霍奇金1964 年诺贝尔化学奖。 美国化学家利普斯科姆1976 年诺贝尔化学奖。 英国化学家桑格和美国化学家吉尔伯特1980 年诺贝尔化学奖。 英国生物化学家克卢格因1982 年诺贝尔化学奖; 美国化学家豪普特曼和卡尔1985 年诺贝尔化学奖; 1988 年,米歇尔等三位德国生物化学家诺贝尔化学奖。
惠更斯：光波阵面
上每一点都可以看 作新的子波源，以 后任意时刻，这些 子波的包迹就是该 时刻的波阵面。
——1690年
解释不了光强分布！
菲涅耳补充：从同
一波阵面上各点发 出的子波是相干波。
——1818年
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2. X射线的发现历程及应用
失之交臂
1836 法拉第 发现阴极射线 1861 克鲁克斯 阴极射线管在放电时会产生亮光 干
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三方格子 a=b=c == ≠90o， 60， 109o28'16 "
粒子具有旋转性
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4.X射线衍射
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X射线衍射的获得
波长范围：10—0.1埃 欲观察其衍射现象则衍射线度应与其波长差不多，晶体的晶格常
数恰是这样的线度 衍射波的两个基本特征—衍射线（束）在空间分布的方位（衍射
方向）和强度与晶体内原子分布规律（晶体结构）密切相关。
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版和光片有问题？ 1890 古德斯柏德 洗出了一张X射线的透视底片 照
片的冲洗药水或冲洗技术
发现X射线 本质的争论 X射线衍射
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2.X射线的发现及应用
1895年 伦琴（Roentgen）发现故称为伦琴射线。 整理ppt
伦琴夫人的手的X射线照片
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X射线在医学上的应用
伦琴的新发现轰动了全世界, 不到三个月, 维也纳的一 家医院便拍出了应用于医疗的X射线照片.从此, X射线 拍片和射线透视成为医学诊疗中常用的手段。
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3.X射线本质的争论
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X射线本质的争论--波动说
巴克拉： X射线波动性 标识谱线：不管元素已化合成什么化合物，它们总是发射一种硬度的X射线， 当原子量增大时，标识X射线的穿透本领会随着增大。这说明X射线具有标识特 定元素的特性。
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X射线本质的争论—微粒说
布拉克父子 X射线微粒论者
✓ 同一个空间点阵，划分平行六面体的方式是多种多样的。 选择平行六面体的原则：
①所选平行六面体的对称性应符合整个空间点阵的对称性。 ② 选择棱与棱之间直角关系为最多的平行六面体 ③ 所选平行六面体之体积应最小。 ④ 当对称性规定棱间的交角不能为直角关系时，应选择结点间距
小的行列作为平行六面体的棱，且棱间的交角接近于直角的平行六 面体。
晶体的周期性结构使得我们可以把它抽象成 “点阵”来研究.
一维周期性结构与直线点阵 二维周期性结构与平面点阵 三维周期性结构与空间点阵
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一维周期性结构与直线点阵
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二维周期性结构与平面点阵
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三维周期性结构与空间点阵
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晶胞(Unit cell)
✓ 空间点阵的单位（大小和形状完全相同的平行六面体）， 是晶体结构的最小单位。
固体物质 晶体
相当罕见的东西？
非晶体
晶体(Crystal )
✓ 指离子、原子或分子这些微粒在三维空间中周期性重复 排列形成的、能够给出明锐衍射的固体结构。
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晶体什么样（1）
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晶体什么样（2）
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晶体什么样（3）
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晶体什么样（4）
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2.晶体和点阵结构
X射线晶体结构分析？
✓ 使用X射线作为物理工具，依赖X射线衍射现 象为物理原理，以晶体作为研究对象，晶体结 构作为研究结果的一种分析方法。
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5.X射线的获得：
X射线管
激光等离子体
同步辐射
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X射线激光
6.晶体基础
什么是晶体 晶体的周期排布 晶体的对称性
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3.1什么是晶体
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1.光的衍射现象
‘光线’拐弯了！
S
?
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衍射现象：光波偏离直线传播而出现光强 不均匀 分布的现象
当缝的大小（或障碍物的大小）跟波长相差不多时就 发生明显的衍射现象．如果缝很宽，其宽度远大于波 长，则波通过缝后基本上是沿直线传播的，衍射现象 就很不明显了．
E S
E S
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惠更斯—菲涅耳原理
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单位平行六面体，a、b、c 、、、 是表征它本身形状、 大小的一组参数，称为格子参数或点阵参数。
c
பைடு நூலகம்
b
a
单位平行六面体参数
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单位平行六面体与坐标轴的关系：棱交角＝坐标轴之间交角。 a、b、c ＝轴单位。
a、b、c、、、 关系有七种情况，与单位平行六面体七种格 子相对应。
立方格子 a=b=c == =90o
蛋白质结构测定
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2011-3-30
蛋白质三维结构测定方法及数量
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蛋白质三维结构测定年增长图
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第一节：X-射线衍射技术用于蛋白质晶体结构测定
原理 基本过程 优缺点 应用实例
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一、相关原理
光的衍射现象 X射线的发现及应用 本质的争论 X射线衍射的发现 晶体学基础知识 X射线晶体衍射
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X射线与诺贝尔奖—物理学奖
伦琴因发现X射线而获得第一届诺贝尔物理学奖。 1903 年诺贝尔物理学奖。 1906 年的诺贝尔物理学奖。 劳厄获得了1914 年诺贝尔物理学奖。 英国的布拉格父子1915 年的诺贝尔物理学奖。 英国的巴克拉1917 年的诺贝尔物理学奖。 瑞典物理学家西格班1924 年诺贝尔物理学奖。 美国的康普顿1927 年诺贝尔物理学奖。 前苏联的切连科夫1958 年诺贝尔物理学奖; 美国的霍夫斯塔特1961 年诺贝尔物理学奖; 瑞典的西格巴恩1981 年的诺贝尔物理学奖。
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化学奖
荷兰的物理化学家德拜1936 年诺贝尔化学奖。 美国著名化学家鲍林1954 年诺贝尔化学奖。 英国生物学家肯德鲁与佩鲁茨1962 年诺贝尔化学奖。 英国女化学家霍奇金1964 年诺贝尔化学奖。 美国化学家利普斯科姆1976 年诺贝尔化学奖。 英国化学家桑格和美国化学家吉尔伯特1980 年诺贝尔化学奖。 英国生物化学家克卢格因1982 年诺贝尔化学奖; 美国化学家豪普特曼和卡尔1985 年诺贝尔化学奖; 1988 年,米歇尔等三位德国生物化学家诺贝尔化学奖。
惠更斯：光波阵面
上每一点都可以看 作新的子波源，以 后任意时刻，这些 子波的包迹就是该 时刻的波阵面。
——1690年
解释不了光强分布！
菲涅耳补充：从同
一波阵面上各点发 出的子波是相干波。
——1818年
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2. X射线的发现历程及应用
失之交臂
1836 法拉第 发现阴极射线 1861 克鲁克斯 阴极射线管在放电时会产生亮光 干
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三方格子 a=b=c == ≠90o， 60， 109o28'16 "
粒子具有旋转性
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4.X射线衍射
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X射线衍射的获得
波长范围：10—0.1埃 欲观察其衍射现象则衍射线度应与其波长差不多，晶体的晶格常
数恰是这样的线度 衍射波的两个基本特征—衍射线（束）在空间分布的方位（衍射
方向）和强度与晶体内原子分布规律（晶体结构）密切相关。
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版和光片有问题？ 1890 古德斯柏德 洗出了一张X射线的透视底片 照
片的冲洗药水或冲洗技术
发现X射线 本质的争论 X射线衍射
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2.X射线的发现及应用
1895年 伦琴（Roentgen）发现故称为伦琴射线。 整理ppt
伦琴夫人的手的X射线照片
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X射线在医学上的应用
伦琴的新发现轰动了全世界, 不到三个月, 维也纳的一 家医院便拍出了应用于医疗的X射线照片.从此, X射线 拍片和射线透视成为医学诊疗中常用的手段。
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3.X射线本质的争论
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X射线本质的争论--波动说
巴克拉： X射线波动性 标识谱线：不管元素已化合成什么化合物，它们总是发射一种硬度的X射线， 当原子量增大时，标识X射线的穿透本领会随着增大。这说明X射线具有标识特 定元素的特性。
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X射线本质的争论—微粒说
布拉克父子 X射线微粒论者
✓ 同一个空间点阵，划分平行六面体的方式是多种多样的。 选择平行六面体的原则：
①所选平行六面体的对称性应符合整个空间点阵的对称性。 ② 选择棱与棱之间直角关系为最多的平行六面体 ③ 所选平行六面体之体积应最小。 ④ 当对称性规定棱间的交角不能为直角关系时，应选择结点间距
小的行列作为平行六面体的棱，且棱间的交角接近于直角的平行六 面体。
晶体的周期性结构使得我们可以把它抽象成 “点阵”来研究.
一维周期性结构与直线点阵 二维周期性结构与平面点阵 三维周期性结构与空间点阵
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一维周期性结构与直线点阵
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二维周期性结构与平面点阵
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三维周期性结构与空间点阵
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晶胞(Unit cell)
✓ 空间点阵的单位（大小和形状完全相同的平行六面体）， 是晶体结构的最小单位。
固体物质 晶体
相当罕见的东西？
非晶体
晶体(Crystal )
✓ 指离子、原子或分子这些微粒在三维空间中周期性重复 排列形成的、能够给出明锐衍射的固体结构。
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晶体什么样（1）
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晶体什么样（2）
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晶体什么样（3）
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晶体什么样（4）
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2.晶体和点阵结构
X射线晶体结构分析？
✓ 使用X射线作为物理工具，依赖X射线衍射现 象为物理原理，以晶体作为研究对象，晶体结 构作为研究结果的一种分析方法。
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5.X射线的获得：
X射线管
激光等离子体
同步辐射
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X射线激光
6.晶体基础
什么是晶体 晶体的周期排布 晶体的对称性
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3.1什么是晶体
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1.光的衍射现象
‘光线’拐弯了！
S
?
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衍射现象：光波偏离直线传播而出现光强 不均匀 分布的现象
当缝的大小（或障碍物的大小）跟波长相差不多时就 发生明显的衍射现象．如果缝很宽，其宽度远大于波 长，则波通过缝后基本上是沿直线传播的，衍射现象 就很不明显了．
E S
E S
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惠更斯—菲涅耳原理
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单位平行六面体，a、b、c 、、、 是表征它本身形状、 大小的一组参数，称为格子参数或点阵参数。
c
பைடு நூலகம்
b
a
单位平行六面体参数
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单位平行六面体与坐标轴的关系：棱交角＝坐标轴之间交角。 a、b、c ＝轴单位。
a、b、c、、、 关系有七种情况，与单位平行六面体七种格 子相对应。
立方格子 a=b=c == =90o
蛋白质结构测定
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2011-3-30
蛋白质三维结构测定方法及数量
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蛋白质三维结构测定年增长图
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第一节：X-射线衍射技术用于蛋白质晶体结构测定
原理 基本过程 优缺点 应用实例
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一、相关原理
光的衍射现象 X射线的发现及应用 本质的争论 X射线衍射的发现 晶体学基础知识 X射线晶体衍射