[发明专利]用于确定晶体结构的方法和系统

说明书

用于确定晶体结构的方法和系统。晶体的分子结构可以基于从样品获取的至少两个衍射倾斜系列来求解。所述两个衍射倾斜系列包含在不同电子剂量下获取的所述样品的至少一个晶体的多个衍射图案。在一些实例中，所述两个衍射倾斜系列是在不同的放大率下获取的。

技术领域

本说明书总体上涉及用于晶体学的方法和系统，并且更具体地，涉及基于跨越晶体的3D倒易空间的一部分的晶体的衍射图案的倾斜系列（tilt series）来确定构成晶体的分子的3维电子电位图。

背景技术

结晶样品的分子结构可以通过分析晶体的电子衍射倾斜系列获得，即从晶体的各种角度获取的电子衍射图案。电子衍射倾斜系列可以在透射模式下获取，其中从晶体散射的电子从与电子源相对的一侧获取。晶体和电子束之间的角度可以通过用偏转器倾斜电子束或用样品台旋转样品来调整。衍射图案中衍射光斑的强度和空间分布的大动态范围可能给精确收集衍射倾斜系列带来困难。

发明内容

在一个实施例中，一种方法包括获取样品的第一衍射倾斜系列，其中第一衍射倾斜系列中的每个衍射图案具有第一电子剂量和第一放大率；获取样品的第二衍射倾斜系列，其中第二衍射倾斜系列中的每个衍射图案具有第二电子剂量和第二放大率；以及基于第一衍射倾斜系列和第二衍射倾斜系列求解晶体的分子结构。

在另一个实施例中，一种方法包括以第一电子剂量获取晶体的一个或多个第一衍射图案；以第二电子剂量获取晶体的一个或多个第二衍射图案；基于第一衍射图案获得高分辨率数据集；基于第二衍射图案获得低分辨率数据集；通过在倒易空间中使高分辨率数据集和低分辨率数据集结合来生成合并的数据集；以及基于合并的数据集求解晶体的分子结构。这样，可以获取高质量的衍射图案用于精确的晶体分子结构分析。

应理解，提供以上概述是为了以简化的形式介绍在详细描述中进一步描述的一些概念。其并不意味着标识所要求保护的主题的关键或必要特征，其范围由详细描述之后的权利要求进行唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上文提到或本公开的任一部分中的任何缺点的实施方案。

附图说明

图1绘示了示例性透射电子显微镜系统。

图2是选定区电子衍射图案。

图3示出了用于基于衍射倾斜系列确定晶体结构的方法。

图4A至4B绘示了响应于电子剂量和放大率调整的衍射光斑的变化。

图5示出了用于基于衍射倾斜系列确定晶体结构的另一种方法。

贯穿附图的若干视图，类似的附图标记指代对应的部分。

具体实施方式

电子衍射（ED）是用于确定大（生物）分子的分子（或原子）结构的技术。在该技术中，结构待确定的分子以相对大的量产生，并且然后被处理以形成大晶体。该晶体的单位晶胞由该（生物）分子形成。由于晶体的重复结构，分子内存在的每个原子间距离将重复多次（与单位晶胞的数目一样多）。这些重复距离用作光栅，因此电子束的衍射部分具有特定的方向，根据通过布拉格衍射定律，其幅度对应于该原子间距离。散射的方向表示（生物）分子中该原子间距离的方向。该散射的强度（或概率）与原子（对应该距离的原子）中的电子数的平方成比例，并且大致与散射角的四次方成比例。整组衍射束在电子显微镜的第一成像透镜的后焦平面中形成衍射图案。通过适当地调整第一成像透镜和照相机/检测器之间的电子光学透镜，该衍射图案在显微镜的照相机/检测器上成像。