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★声明:本文仅代表个人观点,笔者学识有限,资料整理过程中难免存在疏漏谬误,请不吝指正。 晶体测试案例137(超薄晶体) >>样品准备 最近,本课题组同学委托笔者帮忙测试一个含CHNOBF元素的有机化合物晶体,该化合物在20毫升样品瓶中用二氯甲烷(DCM, dichloromethane, CAS: 75-09-2)和石油醚(PE, petroleum ether, CAS: 8032-32-4)混合溶剂挥发结晶,在瓶底析出小的片状方形晶体,如图1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)包裹并在偏光显微镜下观察,如图2所示(左侧为亮场,右侧为暗场),用粉刺针切割、清洗并扒拉出合适的晶体(红色箭头所指)进行测试。
▲图2 晶体清洗与挑选 >>晶体尺寸测量 晶体尺寸经测量为0.036 × 0.107× 0.114 mm3,如图3‒5所示(由APEX6 [1]呈现),晶体最小尺寸不足其他尺寸的二分之一,可描述为片状(plate)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
▲图6 仪器拍摄的晶体照片 >>预实验 点击Collect下的Run Experiment,然后在右侧界面第一行选择辐射光源,在第二行第一列下拉菜单中选择Fast Scan,设置好Fast Scan参数(曝光时间3.000秒,步长1.000°)后,点击右下角Validate验证操作有效性,完成后点击右下角Execute执行即可,如图7所示。 ▲图7 设置Fast Scan实验 衍射图如图8所示,共收集180帧衍射图,钼靶没有过曝,铜靶有13帧过曝,占比约7%,其衍射图如图9–10所示,利用这180帧衍射图进行数据还原解析,结果如图11–12所示(由Olex2[2]呈现),确定其四方晶系第88号空间群I41/a(中心对称空间群),最大晶轴约30 Å。
▲图8 预实验测试情况 ▲图9 预实验衍射图(钼靶) ▲图10 预实验衍射图(铜靶) ▲图11 预实验结果(钼靶) ▲图12 预实验结果(铜靶) 预实验已知最大晶轴约为30 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40.00 mm增大为80.0 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)”),分辨率选择High 0.80 Å,非手性化合物,Tetragonal I晶格,对称性选择4/m,计算得到的策略为9轮数据(收八分之一球数据),其中前2轮为Fast Scan(第2轮Fast Scan添加了衰减),曝光时间为1秒,步长为1.00°,其他7轮曝光时间为1.0秒,步长为0.50°,预计总时长为47分钟,如图13所示。 ▲图13 初始数据收集策略 如下调整:将Fast Scan曝光时间改为10秒,其他7轮数据曝光时间改为20秒,步长改为1.00°,总时长变为7小时45分钟,如图14所示。
▲图14 调整后数据收集策略 实际测试耗费近7小时50分钟(比预计的多了5分钟),如图15所示,共收集1575帧衍射图,其中11帧过曝,占比约0.7%,总大小为2.38 GB。 ▲图15 实际测试情况 其衍射图如图16–18所示。 ▲图16 衍射图(run 1, Fast Scan, 10秒曝光,无衰减) ▲图17 衍射图(run 2, Fast Scan, 10秒曝光,衰减) ▲图18 衍射图(run 5, Omega Scan, 20秒曝光) 最终结果如图19所示,无AB级警报。 ▲图19 最终数据结果 参考文献 [1] Bruker (2024). APEX6 (Version 2025.6-0). Program for Data Collection on AreaDetectors. Bruker AXS Inc., Madison, Wisconsin, USA. [2] 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.
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