晶体测试案例41(晶体的望取挑洗测)

DJ_Tokyo

晶体测试案例41(晶体的望取挑洗测)

最近，同单位某课题组同学委托笔者帮忙测试一个含CHNO元素的消旋体晶体，该晶体在20毫升样品瓶中培养得到，将瓶盖打开后，放在显微镜下，一侧用载玻片垫高方便通过显微镜目镜观察，如图1所示。

▲图1 瓶中的晶体

因为本例样品溶液为无色透明且溶液很浅，瓶子横截面大，因此在显微镜下观察非常清晰，如图2所示，与之相比，在之前的推文“晶体测试案例40(块状晶体)”中瓶子横截面小，溶液为红色且非常深，故而在显微镜下有点模糊。

▲图2 显微镜下观察瓶中晶体

瓶中有不少**晶体，可能是另一种产物，本次测试的是大颗的无色透明晶体，用手机直接从瓶口拍摄，晶体如图3所示。

▲图3 瓶口直接观察晶体

采用之前视频“如何从溶液中将晶体捞出来：https://www.bilibili.com/video/BV15zfNYZEgY”方法从瓶溶液中将晶体捞出，如图4所示。

▲图4 用刮勺以硅脂粘取溶液中的晶体

随后将晶体从刮勺上刮下放在载玻片上，并用二甲基硅油（CAS: 9006-65-9）包裹，如图5所示。

▲图5 载玻片上二甲基硅油包裹的晶体

在显微镜下观察如图6所示。

▲图6 显微镜下观察载玻片上二甲基硅油包裹的晶体

因为晶体聚集在一起，因此需要用工具（参阅推文“晶体处理挑选工具”）将其拨开，笔者主要使用粉刺针进行操作，如图7所示。

▲图7 用于晶体切割、清洗、扒拉的粉刺针

将挑选好的晶体从二甲基硅油中剥离出来，在载玻片上拖行以尽可能除去晶体表面的二甲基硅油，如图8所示。

▲图8 二甲基硅油液滴之外载玻片干净处的挑选好的待测晶体

二甲基硅油的作用：

1、在进行晶体操作（如切割、扒拉）时防止晶体飞溅。

2、防止晶体在载玻片上转移（如从实验室转移到单晶室）时被风吹走或者误将载玻片倾斜使晶体滑落。

3、作为清洗液将晶体表面附着的小晶体或杂质洗掉。（用工具如粉刺针在二甲基硅油介质中较为快速剧烈地来回拨弄晶体，则晶体表面附着的小晶体或杂质会被具有一定粘性的二甲基硅油“扯”下。）

然后准备一个粗细合适、顶端平整（具有靠背更佳）的玻璃丝，在其顶端蹭涂少量真空硅脂（7501高真空硅脂），在显微镜下用玻璃丝顶端想着晶体的一个面推进从而将晶体粘在玻璃丝顶端，如图9所示。（温馨提示：如果玻璃丝顶端蹭涂的真空硅脂较多，则可以在显微镜下在载玻片上蹭掉一些。）

▲图9 用推进法将晶体粘在玻璃丝顶端

安装在玻璃丝顶端的晶体如图10所示。

▲图10 安装在玻璃丝顶端的晶体

其晶体尺寸经测量（参阅推文“布鲁克D8 VENTURE测量晶体尺寸操作步骤”或视频“APEX3 D8 Venture对心时晶体尺寸的测量：https://www.bilibili.com/video/BV1Cq4y1d7S5”“晶体尺寸的测量：https://www.bilibili.com/video/BV1hM4y1J71o”）为0.3428 × 0.3458× 0.9109 mm3，（晶体长度明显长于0. 9109mm，因为剩余部分在屏幕外，未测到），如图11‒13所示（由APEX3[1]呈现），最大尺寸大于其他两个任意尺寸的2倍以上，是典型的针状（needle）晶体（较粗的针状晶体），其实从外观来看，描述为块状也可以，参阅视频“晶体尺寸和晶癖描述需保持一致：https://www.bilibili.com/video/BV1yb421B72r”。

▲图11 晶体尺寸测量

▲图12 晶体尺寸测量

▲图13 晶体尺寸测量

在晶体对心时，可顺便拍摄晶体照片（参阅推文“D8 Venture衍射仪拍摄晶体照片”）保存，可作为论文插图，如图14所示。

▲图14 仪器拍摄的晶体照片

测定晶胞可知其最大晶轴约12Å，未免出现B级警报PLAT910（参阅推文“CheckCIF-PLAT910”），将探测器与晶体之间的距离由默认的39.00 mm增大为60.0 mm（参阅推文“CheckCIF-B级警报PLAT910解决示例”“晶体测试案例20(B级警报PLAT910)”），分辨率程序默认为0.75 Å，不做更改，非手性化合物，对称性选择-1，辐射光源选择钼靶，计算得到的策略为8轮数据，其中前2轮为fastscan（第2轮fastscan添加了衰减），步长为1.10°，曝光时间为10.0秒，预计总时长为3小时17分钟，如图15所示。

▲图15 初始数据收集策略

为了节省时间，对收集策略做如下调整：删去前2轮fastscan，将步长改为2.00°，曝光时间降为6.0秒（测晶胞时1秒曝光衍射已经比较强，见图17左图），预计时长缩短为64分钟，如图16所示，其衍射图如图17所示（由APEX4[2]呈现）。

▲图16 调整后的数据收集策略

▲图17 衍射图

最终收集到6轮数据623帧衍射照片，总大小为489 MB（注：原始衍射照片文件通常几百MB或数个GB，因此测试机构可能不会主动给出，需要自己索要，原因可参阅文末推荐推文。），最终数据还原，结构解析和精修结果如图18所示（由Olex2[3]呈现），无AB级警报（验证报告由PLATON[4]呈现）。

▲图18 最终数据结果

相关视频：

晶体的望取挑洗测：https://www.bilibili.com/video/BV1qu5azqExX

保留保持原始衍射图像的重要性相关推文：

保存原始衍射图像重要性案例1(完整度和R因子)

保存原始衍射图像重要性案例2(Rint-B级警报RINTA01)

保存原始衍射图像重要性案例3(分辨率)

保存原始衍射图像重要性案例4(原子非正定-孪晶)

保留原始衍射照片文件的重要性-空间群问题

保留原始衍射照片文件的重要性-空间群问题2

晶体数据审稿意见-保留原始衍射照片的重要性1

晶体数据审稿意见-保留原始衍射照片的重要性2

参考文献

[1]    Bruker (2018). APEX3 (Version 2018.7-2). Program for Data Collection on AreaDetectors. Bruker AXS Inc., Madison, Wisconsin, USA.

[2]    Bruker (2021). APEX4 (Version 2021.4-1). Program for Data Collection on AreaDetectors. Bruker AXS Inc., Madison, Wisconsin, USA.

[3]    Dolomanov, O. V.;Bourhis, L. J.; Gildea, R. J.; Howard, J. A. K.; Puschmann, H. OLEX2: A Complete Structure Solution,Refinement and Analysis Program. J. Appl. Cryst. 2009, 42, 339–341. DOI: 10.1107/S0021889808042726.

[4]    (a) Spek, A. L. Single-CrystalStructure Validation with the Program PLATON.J. Appl. Cryst. 2003, 36, 7–13. DOI: 10.1107/S0021889802022112.(b) Spek, A. L. StructureValidation in Chemical Crystallography. ActaCryst. 2009, D65, 148–155. DOI:10.1107/S090744490804362X. (c) Spek, A. L. What Makes a Crystal Structure Report Valid? Inorg. Chim. Acta 2018, 470, 232–237. DOI:10.1016/j.ica.2017.04.036. (d) Spek, A. L. checkCIFValidation ALERTS: What They Mean and How to Respond. Acta Cryst. 2020, E76, 1–11. DOI: 10.1107/S2056989019016244.

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