晶体测试案例85(针状弱衍射晶体)

DJ_Tokyo

晶体测试案例85(针状弱衍射晶体)

最近，同单位某课题组同学委托笔者帮忙测试一个非手性化合物晶体，该晶体在2毫升样品瓶中结晶得到橙黄色针状晶体，如图1左所示，显微镜从溶液正上方观察视角如图1右所示。

▲图1 待测晶体

用刮勺捞出部分晶体置于载玻片上用二甲基硅油（PDMS, polydimethylsiloxane/Dimethicone,CAS: 9006-65-9）包裹并在在显微镜下观察，如图2右所示，用粉刺针扒拉出合适的晶体（蓝色箭头所指）进行测试。

▲图2 晶体挑选

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0.0302 × 0.1160 × 0.6667mm3，如图3‒5所示（由APEX3[1]呈现），最大尺寸是其他尺寸2倍以上，可描述为针状（needle）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3 晶体尺寸测量

▲图4 晶体尺寸测量

▲图5 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6所示。

▲图6 仪器拍摄的晶体照片

预实验已知最大晶轴约为21 Å，为避免出现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)”），因为钼靶测试衍射很弱，所以光源改为铜靶，分辨率由默认的1.05 Å改为0.83 Å（收集足够分辨率数据），非手性化合物，对称性选择-1，计算得到的策略为14轮数据，其中前2轮为fastscan（第2轮添加了衰减），曝光时间为1秒，其他12轮曝光时间为10.0秒，步长为2.00°，预计总时长为3小时58分钟，如图7所示。

▲图7 初始数据收集策略

因为衍射较弱，所以增加曝光时间以图测得良好数据，做如下调整：将2轮fastscan曝光时间改为10秒，其他14轮数据曝光时间改为20秒，总时长变为8小时44分钟，如图8所示。

▲图8 调整后数据收集策略

实际测试耗费近9小时（比预计的多了13分钟），如图9所示，共收集1752帧衍射图，其中106帧过曝，占比约6%，总大小为1.29 GB。

▲图9 实际测试情况

其衍射图如图10–11所示（由APEX4[2]呈现），从衍射图来看，测试到后期，晶体可能风化了，衍射点变成拖尾、聚集和弥散状态（图11右）。

▲图10 衍射图

▲图11 衍射图

测完后，数据最终结果如图12所示（由Olex2[3]呈现），由于测试过程中晶体很快风化了，因此整个数据很差，无法解出结构。（从衍射图来看，前面10秒曝光fastscan衍射点正常，大约半个小时，可能是长波长铜靶光源吸收效应严重，导致晶体迅速损坏，参阅推文“明明是个好晶体，为什么连晶胞都定不出来？”，也可能是晶体本身就会风化，只不过风化较慢。）

▲图12 最终结果

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。