結(jié)構(gòu)生物學(xué)幫助科學(xué)家們解析出了更多的生物大分子的結(jié)構(gòu)，解決了很多生物學(xué)的根基上的問題，但是在技術(shù)層面上，結(jié)構(gòu)生物學(xué)一直處于瓶頸期。近日，科學(xué)家們開發(fā)出一種新的結(jié)構(gòu)解析方法，可能將給生物學(xué)的發(fā)展帶來跨越式的進展。

傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)解析方法是X光衍射和核磁共振成像（NMR），都存在一定的缺陷。而Longchamp等人開發(fā)的一種新的結(jié)構(gòu)解析方法，基于單分子的成像，可以解析出單個分子的結(jié)構(gòu)信息，而不平均的構(gòu)象。

該方法需要特殊的樣本準備方法。需要利用離子束將樣本在超真空環(huán)境下的超清潔的石墨烯平面上軟著陸。因為石墨烯的穩(wěn)健的強度，對電子束超好的透明性，使其成為了生物成像領(lǐng)域的新寵兒，還被用于了高級的冷凍蝕刻電鏡成像。與電鏡成像不同，該新方法使用傳統(tǒng)的相對較弱的電子束，來產(chǎn)生成像信號，避免高強度電子束對于樣本的損壞。同時，基于CCD的電子檢測器可以高效收集電子的散射信號。超清潔的石墨烯基質(zhì)至關(guān)重要，因為全息成像需要精確地減去背景的電子信號噪音。CCD獲得電子信號后通過數(shù)學(xué)方法可以重構(gòu)出單分子的結(jié)構(gòu)圖。

單分子全息電子散射成像的方法有著很多好處，首先是需要的電子束要求不高，所以不會很貴，而且不需要形成晶體來成像。同時，低能量電子也不會對樣品造成太大的破環(huán)。而可以重構(gòu)單分子的三維結(jié)構(gòu)，而不是平均結(jié)構(gòu)，這樣可以抓住蛋白質(zhì)等大分子的多種狀體下的三維結(jié)構(gòu)，這對于結(jié)構(gòu)生物學(xué)和生物物理學(xué)意義非凡。

科學(xué)家表示，該方法目前只能獲得低精度的結(jié)構(gòu)，未來更加嚴格的數(shù)學(xué)方法將幫助該方法，來獲得更好的結(jié)構(gòu)。