小分子 - 从天然存在的代谢物和激素到合成药物和杀虫剂 - 对生物有很大的影响。但是，对于科学家来说，了解分子是如何工作以及如何设计有益的分子，他们需要知道原子和化学键的精确排列。现在，研究人员已经找到了一种更快，更简单，更可靠的方法来解决小分子的结构问题。他们在ACS Central Science报告了他们的结果。

目前，用于确定小分子结构的金标准是X射线晶体学。在这项技术中，研究人员将一个小分子结晶，然后用X射线轰击晶体，X射线以复杂的图案衍射，揭示分子的三维结构。然而，对于许多化合物来说，生产大量高质量的晶体是耗时的或不可能的。Brian Stoltz，Jose Rodriguez，Hosea Nelson和Tamir Gonen想知道他们是否可以使用一种形式的低温电子显微镜来表征小分子。这项技术被称为微晶电子衍射(MicroED)，是5年前开发的用于研究蛋白质结构的技术。在这种技术中，电子束而不是X射线从晶体衍射，这可以比X射线晶体学所需的电子束小得多。

研究人员首先在含有数千个纳米晶体的粉状黄体酮样品上测试了MicroED。他们旋转单晶并从不同角度收集电子衍射数据，在不到30分钟内以高分辨率(1埃)确定激素的结构，而X射线晶体学则为数周或数月。他们继续成功地描述了其他11种天然，合成和医药产品，包括对乙酰氨基酚，布洛芬和几种抗生素。研究人员甚至通过研究单个纳米晶体，在混合物中发现了四种不同的分子。研究人员使用MicroED分析了X射线晶体学通常所需尺寸的十亿分之一的晶体。