گروهی از محققان بین‌المللی کوتاه‌ترین مدت‌زمان قرار گرفتن یک بلور پروتئینی در معرض اشعه ایکس را به ثبت رسانده‌اند. این مدت زمان بسیار کوتاه (۳۰ فمتو ثانیه) امکان تصویربرداری از فرایندهای مولکولی را با
سریع‌ترین تصویربرداری اشعه ایکس از بلورهای پروتئینی
این مدت زمان بسیار کوتاه (۳۰ فمتو ثانیه) امکان تصویربرداری از فرایندهای مولکولی را با استفاده از اشعه ایکس فراهم می‌آورد. دکتر آنتون بارتی و پروفسور هنری چپمن از مرکز DESI می‌گویند با وجودی که این فناوری به‌طور خاص مورد علاقه محققان زیست‌شناسی می‌باشد، اما در زمینه‌های دیگر نیز می‌توان از آن استفاده کرد. این تحقیق در مرکز علوم لیزری الکترون آزاد (CFEL) صورت گرفته است که به‌طور مشترک توسط DESI، انجمن ماکس پلانک و دانشگاه هامبورگ تأسیس شده است.
ساختار مولکولی پروتئین‌ها را می‌توان با استفاده از پراش اشعه ایکس تعیین کرد. هر چه زمان پالس اشعه ایکس کوتاه‌تر بوده و شدت آن بیشتر باشد، اطلاعات بهتری از ساختار مولکولی به‌دست می‌آید. این محققان با استفاده از لیزر الکترون آزاد که در LCLS در آزمایشگاه ملی شتاب‌دهنده SLAC در آمریکا وجود دارد، شدیدترین تابش اشعه ایکس را روی بلور کوچک پروتئینی تاباندند. شدت این تابش ۱۰۰۰۰۰ تریلیون وات بر سانتی‌متر مربع بود؛ برای مقایسه بهتر است بدانید که شدت تابش خورشید به‌طور متوسط کمتر از ۱/۰ وات بر سانتی‌متر مربع است.
چپمن توضیح می‌دهد که ما با استفاده از این روش توانستیم بیشترین اطلاعات را از بلورهای کوچک استخراج کنیم». داشتن بلورهای کوچک از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است، چرا که بسیاری از مواد زیستی را نمی‌توان به‌راحتی بلوری کرد.
فناوری نوظهور لیزرهای الکترون آزاد اشعه ایکس (XFELs) نویدبخش پیشرفت‌های عمده در زمینه‌های مختلف علمی هستند. یکی از این عرصه‌ها زیست‌شناسی است که در آن با استفاده از پالس‌های بسیار کوتاه و قوی اشعه ایکس که از منابع XFEL منتشر می‌شوند، می‌توان اطلاعاتی از ساختار سه‌بعدی تمام گروه‌های پروتئینی به‌دست آورد؛ کاری که تاکنون امکان‌پذیر نبوده است.
منابع لیزری XFEL تابش‌های اشعه ایکس بسیار قوی تولید می‌کنند که هر نمونه‌ای را به‌طور کامل تبخیر می‌کند. این انفجار در چند فمتوثانیه آغاز می‌شود. با این حال محققان توانستند با استفاده از پالس‌های لیزری بسیار طولانی‌تر (۳۰ فمتوثانیه) الگوهای پراش بسیار خوبی از بلورهای پروتئینی به‌دست آورند. چپمن می‌گوید: «مشخص نیست که چگونه چنین امری امکان‌پذیر است. تمام تئوری‌ها می‌گویند که ما باید پالس‌های کوتاه‌تر از ۱۰ فمتوثانیه استفاده نماییم. با این حال با وجودی که ما مدت زمان پالس را تا بیش از ۳۰ فمتوثانیه افزایش داده و شدت تابش را بیش از ۱۰۰ برابر حدی که به نظر قابل قبول می‌آید افزایش دادیم، توانستیم الگوهای پراش با کیفیت بالا را مشاهده کنیم».جزئیات این کار در مجله Nature Physics منتشر شده است.
