世界最強X射線激光儀將“上崗”

據《自然》雜志官網8月29日報道，歐洲12個國家共同出資14億美元建造的目前世界最強X射線自由電子激光儀（XFEL），即將在9月開展首批實驗。該激光儀每秒能發射2.7萬束X射線脈沖，發射速度是現有最強激光儀的200多倍。

此前，全世界只有美國和日本擁有少數幾臺自由電子X射線激光儀，如保持現有最快激光發射速度的美國國家加速器實驗室的直線性連續加速器光源（LCLS）。研究樣本原子級結構的科學家們需要排隊等待，才能獲得使用它的機會。即將投入使用的歐洲XFEL，以及韓國已在今年6月運行和瑞士即將在2018年啟用的另兩臺X射線激光儀，將為科學家們提供更多選擇。

通過對樣本進行連拍獲得數千張照片，科學家可以獲得各種酶蛋白、催化劑甚至病毒的活動影像。比如，利用LCLS，科學家可以9納米的分辨率為一種病毒制作3D影像，揭示其如何將遺傳物質重組成基因組，從而掌握該病毒破壞細胞的分子過程。

在分子結構檢測實驗中，利用傳統X射線光源往往需要將被檢測分子制成較大的晶體結構，而XFEL產生的X射線足夠強，晶體結構只需幾個納米即可，甚至能對非晶體形式的簇狀分子進行結構檢測。因此，對于難結晶的蛋白質分子，XFEL是研究其結構的最佳工具。

這次即將投入使用的歐洲XFEL，共有3臺獨立的波動振蕩器，這些振蕩器能同步發射X射線激光，每秒鐘可為樣本拍出3000多張高質量X射線圖片，而其他同類設備在同樣時間內只能拍攝100張左右。因此，XFEL激光儀在從原子級別測量樣本分子結構方面更具優勢，將用來對單個分子進行衍射檢測。歐洲自由電子激光科學中心生物化學家亞文·佩爾森認為，歐洲XFEL激光儀將帶領結構科學家們探索全新的未知領域。聶翠蓉