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 范海福院士做客水木清华生命科学讲座

讲解基于硬X射线自由电子激光的、原子尺度下的物质结构分析
 
 
  3月5日,生命科学联合中心承办的第24期“水木清华生命科学讲座系列”在清华大学医学科学楼B323举行。中国科学院物理研究所资深研究员范海福院士为广大师生做了一场名为“基于硬X射线自由电子激光的、原子尺度下的物质结构分析”的学术报告,报告会由清华大学医学院李海涛教授主持。
 
 
范海福教授做学术报告。
 
  范海福教授首先简要介绍了结构分析的重要性及上世纪X光科技的贡献,重点阐述了硬X射线自由电子激光近五年来在结构分析方面的进展。
  范教授指出,原子尺度下物质结构的几何形态是理解物质的性质和相互作用规律的基础。上世纪初诞生的“X光科技”使科学观测得以深入到“原子”的层次,发展出以X射线衍射分析为代表的原子尺度下的物质结构分析。
范教授强调,硬X射线激光对21世纪X光科技的影响将不亚于上世纪可见光激光对光学的影响。
  “X光科技”包含X光光源、X光和物质相互作用的各种实验技术、以及实验数据的分析方法三个部分。这三者在历史上一直有紧密的联系,但又是独立地发展的。
  X射线衍射分析是X光科技的一个重要分支。以X射线衍射分析为代表的、物质微观结构分析为上世纪物理学、化学、材料科学、生命科学等方面的许多重大成就提供了不可缺少的实验基础。硬X射线激光的出现,可能给21世纪的X射线衍射分析带来一系列重大的变革。
  ● 测定膜蛋白的晶体结构可以使用亚微米大小的多晶体。实验可以在晶体的原生状态下进行,而且没有辐照损伤的干扰;
  ● 可用通常意义的“粉晶样品”采集到单晶体X射线衍射数据。可以对未知的多相混合试样同时进行物相鉴定和结构解析,其结构解析能力超过当前X射线粉晶分析能力100倍以上;
  ● 原子尺度下的物质微观结构分析将从晶体或某种有序物体向“单分子”或者“单颗粒” 推广。这样,X光科技就可以在原子的层次上观测从单分子到单细胞,乃至更大的生物体。也可以在原子的层次上观测各种非晶态的或者带有各种晶体缺陷的固体材料。
 
 
 
讲座现场认真聆听的师生。
 
  在互动环节中,范教授对在座师生提出的问题进行了细致的解答,范教授严谨、和蔼的态度给现场师生留下了深刻的印象。范教授表示,“可能”并不等于现实,它提供了机遇,也包含着挑战。我国当前的X光科技与世界先进水平还有一定距离。需要X光科技三个组成部分相互促进,同时又能独立自主地探索并作出有自己特色的贡献。
 
 
人物简介:
 
  范海福教授,晶体学家,1933年8月15日生于广东省、广州市。1956年毕业于北京大学化学系。1956年至今在中国科学院物理研究所工作,1986年晋升为研究员。1991年当选为中国科学院学部委员(院士)。2000年当选为第三世界科学院(TWAS)院士。
  20世纪60年代主持测定在我国发现的天然氨基酸—南瓜子氨基酸和使君子氨基酸的晶体结构,并开展针对天然有机物晶体结构分析的直接法研究,提出将当时尚处于孤立状态的直接法与重原子法、异常散射法以及同晶型置换法相结合的原理。70年代中至80年代初主持完成“直接法处理晶体结构分析中的赝对称性问题”的研究。80年代中至90年代末主持开展直接法用于蛋白质结构分析的试验,获得当时国际上同类研究的最佳结果;主持建立多维空间中的直接法,使之成为当时国际上最有效的、从头求解非公度调制结构和组合结构的方法;与李方华合作建立一种电子显微学的图像处理新方法。2000年至今,主持建立针对结构基因组学研究的双空间结构碎片扩展方法,并发行相应的计算机程序OASIS。1987年获国家自然科学奖二等奖,1996年获第三世界科学院物理奖。2006年获陈嘉庚数理科学奖。与英国皇家学会会员M. M. Woolfson合作出版专著一部:Physical and Non-physical Methods of Solving Crystal Structures,Cambridge University Press,1995。

 
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