为什么直到2012年12月7日，人类才获得第一张DNA照片？（DNA结构拍摄困难：链窄、结构脆弱，亟需低能量电子技术突破）

DNA结构拍摄困难：链窄、结构脆弱，亟需低能量电子技术突破

DNA被称为生物大分子，主要因DNA链很长，质量分数自然比较大，但DNA链很窄只有2.2nm，2012年直接观测到的是多股DNA形成的“绳索”，仍无法直接观测一条DNA链。

DNA/RNA是生物最重要的物质组成，生物一切生命信息都蕴含在DNA的功能片段中，也就是基因之上，把握DNA链的构造有助于了解其功能，更有助于人类破解很多生命的奥秘，解决大量疾病。DNA的分子量很大，主要是因为DNA链很长，由脱氧核苷酸由碱基、脱氧核糖和磷酸构成，

人体最长的DNA链共有2.5亿个碱基对，最短的也有3000万个碱基对，每个碱基对的长度是0.34nm，2.5亿个碱基对组成的DNA链程度已经可以用米来计量了，所以DNA被称为生物大分子，这里的大指的是分子量的大，而DNA的宽度十分的窄，只有2.2到2.6nm，因此拍摄难度很大，目前研究DNA的结构用的比较多的仍是X射线晶体学。

X射线的波长比可见光短得多，因此可以在更细微的物质构造层面上发生反射，沃森和克里克二人就是利用电子对X射线的散射作用获得晶体中电子密度的分布情况，而电子围绕原子核运转，以此来分析获得原子的位置信息，得出DNA的晶体结构类型，1953年二人提出了DNA的双螺旋结构，后来为了表彰他们的贡献，二人都被授予了诺贝尔奖。这样的方式也有优缺点，优点就是使人类了解到了DNA的结构形式，缺点是对于更细微的亚分子层级的物质构成识别困难。

2012年有了突破，意大利科学家制造了极斥水硅支柱的纳米级的景观，把包含DNA片段的溶液加入到这个景观里后，水被很快蒸发掉，只剩下DNA像拉紧的绳索一样延伸在微小的平台之间，就像拉紧的绳索一样，随后利用电子束穿过硅床的孔洞，捕获发光分子的高清照片。但由于电子的能量还是太高，冲击DNA链的时候会摧毁DNA的结构，观测到的实际上是多条DNA形成的绳索，并不是单一的一条DNA双螺旋链，如果能持续利用更低能量的电子或许能拍摄到单条双螺旋结构。

DNA的拍摄难度就在于DNA链很窄，碱基和脱氧核糖都只是几个原子构成的分子，DNA链也比较脆弱，难以找到一种在即不破坏DNA结构又能显像的方式。