利用二维晶体全息增强实现高背景 X 射线单颗粒成像

X 射线单颗粒成像（SPI）为以近原子分辨率可视化生物分子结构提供了可能。然而，X 射线自由电子激光器（XFEL）上最先进的结构仅限于中等分辨率，这主要归因于背景散射。我们通过计算探索了一种改进的 SPI 技术，该技术基于放置在物体附近的强散射二维晶体晶格的全息增强。晶体的布拉格峰使得即使在背景水平高达物体信号 $10^{5}$ 倍的情况下也能实现结构恢复。该方法可使 SPI 在更广泛可及的同步辐射源上实现（目前在此类源上甚至几乎不可能在辐射损伤前检测到物体），支持实用的固定靶样品递送，并能在近原生条件下实现高分辨率成像。使用自定义重建算法恢复潜在参数的数值模拟表明，该方法有潜力提高可达到的分辨率，同时扩大该技术的可及性。