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晶体测试案例50(挥发法培养晶体) 最近，同单位某课题组同学委托笔者帮忙测试晶体，该晶体在一个细长样品瓶中培养，上面盖一个扎了小孔的翻口塞以减慢溶剂挥发速度，最终在瓶底析出了黄色块状晶体，如图1所示。 ▲图1 挥发法培养得到的晶体 在显微镜下直接观察瓶底溶液中的晶体，如图2所示。 ▲图2 显微镜下瓶底溶液中的晶体 用刮勺将其捞出，至于载玻片上用二甲基硅油（CAS: 9006-65-9）覆盖，在显微镜下观察，如图3所示，大部分晶体都是交叉聚集生长在一起的，红色箭头所指的这颗晶体明显是刮勺从瓶底捞出（捞取时有明显阻力，说明晶体较为牢固地长在瓶底）时碎裂下来的碎片，不过它的状态挺好，没有裂痕，表面也十分干净，于是选它作为测试样品。 ▲图3 捞出来的晶体 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0.2457 × 0.3324 × 0.5961mm3，如图4‒6所示（由APEX3[1]呈现），尺寸无明显特征，可描述为块状（block）晶体，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4 晶体尺寸测量 ▲图5 晶体尺寸测量 ▲图6 晶体尺寸测量 ▲图7 仪器拍摄的晶体照片 测定晶胞可知其最大晶轴约41Å，于是将探测器与晶体之间的距离设置为100.0 mm，非手性化合物，对称性选择-1，计算的数据收集策略共有9轮数据，其中前2轮为fastscan（第2轮fastscan有衰减），步长为0.60°，曝光时间为10.0秒，预计总时长为4小时51分钟，如图8所示。 ▲图8 初始数据收集策略 这个数据收集策略比较耗时，机时除了宝贵（节省出来测试其他样品或给其他人用），还昂贵（节省机时从而节省经费），因此按照3秒曝光时间重新测定一轮fastscan以确定对称性，并且知道了最大晶轴约41 Å，于是在测定fastscan时将探测器与晶体之间的距离设置为80.00 mm，如图9所示。 ▲图9 测定晶胞的参数设定 3秒曝光时间收集完整fastscan耗费约10分钟，进行数据还原和结构解析后，确定其为正交晶系第60号空间群为Pbcn，点群为mmm，因此重新计算数据收集策略时对称性处选择mmm，如图10所示。 ▲图10 对称性选择 此时算出来共4轮数据，其中第1轮为有衰减的fastscan，步长为0.60°，曝光时间为10.0秒，预计总时长为2小时02分钟，如图11所示。 ▲图11 高对称性计算的数据收集策略 为了数据完整度，决定保留fastscan，但需要将其衰减取消，可以在Edit中Scan Options下设置，如图12所示。 ▲图12 取消fastscan的衰减设置 将fastscan的曝光时间改为和正常数据相同（此处为10秒），如图13所示。 ▲图13 修改fastscan的曝光时间 点击Prepare返回，弹出Warning!对话框，点击Apply按钮应用上述修改，如图14所示。 ▲图14 Warning!对话框 最终数据收集策略如图15所示，预计约需要2小时29分钟，比之三斜对称性计算得到的约5个小时节省了一半时间。 ▲图15 最终数据收集策略 因为最大晶轴约41 Å比较大，因此为了使衍射点分离效果良好，应设置大的探测器与晶体之间的距离以及小的步长，所以此处保留程序给定探测器与晶体之间的距离103.0 mm和步长0.60°，即便如此，还是有些衍射点分离的不是很开，如图16所示（由APEX4[2]呈现）。 ▲图16 衍射图 最终结果如图17所示（由Olex2[3]呈现），无AB级警报。 ▲图17 最终数据结果 注：该晶体用石油醚培养，石油醚成分不单一，里面的溶剂分子给解析成正己烷了。 培养单晶最好是使用成分单一的溶剂，例如用纯正己烷来代替石油醚。 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. 声明：本文仅代表个人观点，笔者学识有限，资料整理过程中可能存在疏漏错误，请不吝指正。 如需DPF文档，请从以下链接下载： 通过网盘分享的文件：晶体测试案例50(挥发法培养晶体).pdf
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发表于 2025-5-15 07:34:02
