MicroED結構解析
MicroED結構解析



微晶電子衍射(MicroED)是一種新穎的3D衍射技術。


MicroED與X射線衍射(XRD)的不同之處在于它使用電子束從目標樣品中獲得衍射圖樣。將樣品相對于入射電子束傾斜,可以從多個晶體取向獲得衍射圖樣。 因此,晶體結構可以在三個維度上映射,通過衍射數據縮減和結構確定的步驟,可以在三個維度上繪制晶體結構以及分子結構。


圖片7


技術優點


1. 可應用于“微晶”樣品(< 200nm);

由于電子是帶電粒子,可通過電場和磁場控制其運動方向,因此與X射線相比電子束更易控制其準直性以產生納米尺寸光斑,從而可對單顆納米晶體進行衍射。同時,電子與原子間的庫倫力作用使得原子對電子的散射截面積比對X射線高3個數量級,因此從納米晶體上也能產生足夠強度的衍射信號。


得益于電子束的高平行性以及電子與物質間的強烈相互作用,MicroED可從小于200 nm尺寸晶體上收集有效的衍射數據,從而能夠用于處理常規SCXRD無法解決的“微晶”問題。


MicroED的這一特性是其相對于常規SCXRD最大的優勢。當晶體質量較好時,能夠比較有效地實現從粉末樣品出發的快速結構解析。晶云與合作伙伴以MicroED為基礎,對包括無水晶型、水合物、鹽和共晶等常見晶體類型在內的不同類型的粉晶樣品進行了解析,成功獲得了其單晶結構,驗證了MicroED在處理挑戰性樣品時的有效性。


此外,由于電鏡本身所帶來的空間分辨率,利用MicroED也有可能實現對制劑產品以及多晶型混合物樣品中各成分晶型的鑒定。


2. 更高的理論信噪比

X射線主要與原子的核外電子層發生相互作用,當面對電子密度較低的輕原子時(如H和Li等),常規SCXRD的衍射信號往往較弱,不易直接“看”到它們。與之相比,電子的作用對象包括了核外電子層以及原子核,讓這些輕原子在MicroED中有可能更容易被觀察到。


這一特性使得MicroED在水合物鑒定以及成鹽/成共晶鑒定中具有較大的潛力。尤其對于后者,目前主要是通過相關鍵長的變化來進行區分,而MicroED直接對質子進行定位則能夠帶來確定性的結果。


3. 由于較短的波長和較高的衍射強度,空間分辨率更高;


4. 同時反饋衍射和成像信息。


MicroED
MicroED結構解析基本流程

案例解析


 ● 某示范化合物多晶型現象復雜,其中晶

MicroED案例

型X的鑒定存在挑戰。

 ● 晶型X單晶培養困難,晶體尺寸不足以用于單晶測測試和解析。


晶云使用單晶培養試驗中得以的粉末樣品進行MircoED測試,快速解析結構,確定晶型X為管道溶劑合物。

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