晶體日記（二十一）- 死而復(fù)生的晶體- X射線(xiàn)衍射XRD

知道我的人，發(fā)現(xiàn)近期我在提倡一個(gè)字: 慢。對(duì)于一個(gè)急性子的人，有點(diǎn)不可思議。不過(guò)我提倡的“慢”不是指做事慢吞吞，而是留給自己足夠的時(shí)間去琢磨一些看起來(lái)簡(jiǎn)單，無(wú)關(guān)乎結(jié)果的事情。把節(jié)奏放慢下來(lái)。儀器的進(jìn)步帶來(lái)了很多便利，常見(jiàn)的一句話(huà)是現(xiàn)在的D8 VENTURE 真好用，好的晶體分分鐘就測(cè)完了。挑晶體的時(shí)間比測(cè)試的時(shí)間還長(zhǎng)。確實(shí)現(xiàn)在的處境不是等機(jī)時(shí)，而是好多D8 VENTURE空在那里等樣品。一個(gè)星期長(zhǎng)出來(lái)的樣品，一天就被清空了。剩下的時(shí)間做什么呢？我覺(jué)得應(yīng)該去琢磨哪些看起來(lái)不好做的晶體，畢竟不好做的晶體才真的有意思。
被判“無(wú)法拯救”的晶體

日前做過(guò)一個(gè)很有趣的晶體。樣品之前已經(jīng)被學(xué)生判了無(wú)法拯救了。得到的信息是，晶體很大，也很規(guī)整，但是衍射很差，幾乎沒(méi)有衍射點(diǎn)。

基于這樣的描述，我們有可能的判斷是，這個(gè)晶體可能金玉其外敗絮其中，是個(gè)中看不中用的晶體。然而既然有時(shí)間了，我們?yōu)槭裁床荒苊髅鳎纯催@樣已經(jīng)判了“無(wú)藥可救”的晶體，能不能再搶救一下。

不過(guò)很快，事情很快發(fā)生了反轉(zhuǎn)。這個(gè)晶體并沒(méi)有那么差，只是很不穩(wěn)定。使用偏光顯微鏡觀(guān)察能清楚的觀(guān)察到，晶體在很短的時(shí)間內(nèi)，一點(diǎn)點(diǎn)的變化。由外到內(nèi)，由透亮的黃色，漸漸變成了綠色，然后慢慢變成了暗淡無(wú)光的墨綠色。死了一般的晶體，衍射點(diǎn)彌散的很厲害。而墨綠色的晶體，自然沒(méi)什么衍射，意料之中的事。因?yàn)榫w死透了。

推測(cè)的原因是：晶體的本質(zhì)是有序的結(jié)構(gòu)。當(dāng)晶體失去其內(nèi)部的溶劑時(shí)，這種有序的結(jié)構(gòu)會(huì)受到破壞。晶體仿佛失去了生命，變得黯淡無(wú)光，這就是我們所說(shuō)的“晶體之死”。

然而趕在死亡之前去測(cè)試這顆晶體確實(shí)有些挑戰(zhàn)，因?yàn)榱艚o你的搶救時(shí)間并不多。需要非?？斓氖炙伲浅ｄJ利地眼光。然而即便如此，在測(cè)試了多個(gè)晶體之后，數(shù)據(jù)也只限于馬馬虎虎能看到些骨架。

如果這顆晶體到這里就結(jié)束了，就不能稱(chēng)得上有趣了。

涅槃重生

死馬當(dāng)活馬醫(yī)，測(cè)上晶體，然后去吃了頓飯。然而對(duì)這個(gè)晶體，有些心有不甘。如果晶體再穩(wěn)定一些是不是數(shù)據(jù)會(huì)好的很多。

于是續(xù)集開(kāi)始。在顯微鏡下，發(fā)現(xiàn)這些晶體發(fā)生了奇怪的變化。原本已經(jīng)黯淡無(wú)光死亡的晶體，在顯微鏡下有了奇怪的變化。一些晶體重新變的透亮，清澈。另一些則在兩端開(kāi)始變的透亮，雖然中間仍然黯淡無(wú)光，剩下的一些仍舊是死的。有些晶體又活過(guò)來(lái)了？(而再過(guò)了一段時(shí)間，這些“死而復(fù)生”的晶體的比例繼續(xù)變多)

那這些晶體是不是真的復(fù)活了呢？D8 VENTURE很快給出來(lái)答案。不只復(fù)活了，而且衍射質(zhì)量明顯高出了很多，不管是衍射點(diǎn)的質(zhì)量還是分辨率，都有明顯地提高。而且晶胞參數(shù)沒(méi)有發(fā)生太大的變化。這不是簡(jiǎn)單的復(fù)活，這是涅槃重生了！

分析原因

推測(cè)的原因：

這些看似已經(jīng)“死亡”的晶體，在某種因素下重獲新生。原本在油里失去溶劑死亡的晶體，通過(guò)其他方式恢復(fù)了其內(nèi)部環(huán)境，比如吸水，吸油？原本散亂的原子、分子或離子會(huì)重新找到自己的位置，按照原本的規(guī)律重新排列。于是晶體復(fù)活了，并且重新的能量平衡，反而讓晶體排列更規(guī)整了。

顯微鏡下觀(guān)察到的晶體變化規(guī)律也能說(shuō)明這點(diǎn)，由外到內(nèi)死亡，又由外到內(nèi)獲得重生。假若沒(méi)有在偏光顯微鏡下觀(guān)察；假若吃飯前已經(jīng)放棄了這個(gè)晶體，扔掉了；假若吃飯回來(lái)沒(méi)有繼續(xù)觀(guān)察這個(gè)晶體… 那么也許故事就不一樣了。當(dāng)然這個(gè)結(jié)果也不應(yīng)該就此結(jié)束。這種“死而復(fù)生”“涅槃重生”的現(xiàn)象，展示了它晶體結(jié)構(gòu)的靈活性和可恢復(fù)性。深入探討它的復(fù)活過(guò)程，以及不同的溶劑對(duì)結(jié)晶質(zhì)量和穩(wěn)定性的影響，會(huì)得到更多更有趣的東西。然而學(xué)生并不關(guān)心….

轉(zhuǎn)載于《布魯克X射線(xiàn)部門(mén)》公眾號(hào)