[摘譯]
結晶學（Crystallography）是研究分子立體結構的學門，讓我們對物質的了解從平面的分子式提升到立體的結構，對於材料、醫藥的發展都有很大的貢獻。今年是該學門100週年，聯合國教科文組織（UNESCO）將今年定為「國際結晶學年」，希望提昇大家對於這個學門的認識。
1. 從X光開始
過去觀察微小的物質用的是光學顯微鏡，但是這樣的工具有其限制，受限於可見光的波長，我們只最小能看到 400~700 奈米大小的物質。像「原子」這種需要 0.1奈米解析度的物質，需要像X光這樣的波長才能被觀察到。
2.結晶可以用來創造衍射（diffraction）
一般來說，X光顯微鏡式把 X光打在分子上，分子表面的結構會把x光做不同程度的反射，這種散亂的反射稱為「衍射」，電腦可以根據衍射的影像回推分子的結構是長怎樣的。但是，單一分子的衍射很弱，不容易成像，所以科學家們需要把分子排成「結晶」的形態（大量整齊排列的分子），以利於光學顯微鏡的成像。
3. 為何要設定 2014年是「國際結晶學年」
為了紀念諾貝爾獎得主 Max Von Laue 得獎100週年，他是第一個用 x 光衍射觀察結晶體的科學家，1915 年成為最年輕的諾貝爾獎得主（25歲）。
4. 結晶學是20世紀一項重大發現的關鍵
DNA 分子結構的發現，在1962年獲得諾貝爾醫學獎，同年的諾貝爾化學獎，是頒給第一個用結晶學分析蛋白質分子結構的科學研究。兩個發現促成了新藥物和生理學的重大突破。
5. 結晶學的發展不斷的開拓科學與技術新疆界
時至今日，我們不只能觀察分子的立體結構，還能分析分子運作的方式（2013年的諾貝爾化學獎）。而大型的粒子加速設施，也讓晶體學使用的X光技術更加精確，使得我們得以觀察更為小的粒子。
6. 結晶學將協助我們創造虛擬的人類
2003年，最大的跨國生物學研究計畫，當數人類基因體計畫（Human Genome Project），目的在完整的找出人類基因圖譜；未來幾年，科學家們期待能創造出「虛擬生理人」（virtual physiological human）：一個從基因、蛋白質、細胞、到器官的完整人類立體模型。這樣的模型將讓我們對人體運作有更整體、系統化的觀點，對於未來的醫療診斷將有極大的助益。
Laureates arrive for the traditional Nobel Prize banquet at the Stockholm City Hall on December 10, 2013. In total, 28 Nobel prized discoveries have been associated with crystallography, among them this year's awards for Chemistry and Physics.
沒有留言:
張貼留言