东京工业大学的科学家报告称，将小合成分子固定在蛋白质晶体内被证明是一种研究化学反应过程中形成的中间化合物的有前途的方法。通过将这种方法与时间分辨的连续飞秒晶体学相结合，他们成功地可视化了固定在蛋白质晶体内的反应中心内发生的反应动力学和快速结构变化。他们的研究发表在《自然通讯》上。

这一创新策略对于药物、催化剂和功能材料的智能设计具有巨大的潜力。

大多数复杂的化学反应，无论是合成反应还是生物反应，都不涉及反应物直接转化为产物的过程。相反，它们通常通过形成短暂的中间化合物进行，这些中间化合物会进一步发生反应，直到获得最终产物。

详细了解这些分步过程对于能源生产、催化和医学等领域的进步至关重要。然而，可视化化学反应中的短寿命中间体相当具有挑战性，尤其是当需要在原子水平上捕捉分子的结构变化时。

实现这一目标的一种先进方法是时间分辨串行飞秒晶体学 (TR-SFX)。该技术涉及向结晶分子结构发射极快的电子激光脉冲，并捕捉随后的衍射图案。

这些分子结构处于化学反应的各个阶段，因此可以记录反应动态。尽管 TR-SFX 具有惊人的能力，但迄今为止其使用主要限于生物大分子。

为了扩展这项强大技术的应用范围并展示其对其他类型分子的潜力，由上野隆文教授领导的日本研究小组决定利用它来分析合成化合物中的反应。他们采用创新方法成功捕捉了 Mn(CO)3释放一氧化碳 (CO) 的动态。