在化學藥物研究中，有一類藥物為手性的藥物，確定藥物手性基團構型是需要解決的關鍵問題，手性問題會直接影響藥物的療效與毒副作用。手性創新藥物指導原則中明確規定：“手性的藥物分子構型測定的直接方法為單晶X射線結構分析"。對于一般非手性創新藥物而言，也要求有單晶X射線衍射結構分析結果。對于測定分子的構型，目前晶體學界普遍采用是H.D. Flack教授在1983年提出的方法。由于手性晶體對X射線具有反常散射的信號，通過測定反常散射信號，可以計算Flack系數，進而得到分子的構型。室內衍射儀常用Cu靶進行藥物分子的構型測定。相對于其它分析手性的分析方法，X射線單晶衍射更加直接和可靠。

分子手性

基于結構的藥物設計

除了小分子藥物晶體結構，X射線單晶衍射另一個主要的用途是解析藥物前導分子和靶標蛋白的復合物結構。傳統的藥物發現主要是依靠細胞和動物模型，一般是表型篩選。就像好多中藥一樣，我們藥物有效，但是卻不知道藥物為什么有效。隨著分子生物學包括結構生物學的快速發展，小分子藥物發現進入基于分子靶點的時代。也就是，我們能夠基于某個分子靶點進行高通量篩選。但是傳統的高通量篩選工作（HTS）是基于藥物分子庫，進行廣篩，依靠數據分析得出結果，不僅耗時而且耗費大量資源，成本和效率都不能滿足現代藥物研發的需要。在現代藥物發現方法中，我們可以獲得靶標蛋白的結構，以及小分子前導藥物與靶標蛋白的復合物結構，清晰的看到小分子藥物的作用方式。也就是說不再靠著盲篩，廣撒網，而是在結構的指引下，有針對性，有目的性的進行改造。基于結構的藥物設計，在計算機的幫助下，變得非常清晰和直接了當。因此，高通量篩選、虛擬篩選、基于結構的藥物設計、以及先導化合物的優化成為小分子藥物發現的常見技術。這些技術取得了很大的成功，現在仍然在不斷豐富和發展當中。其中晶體結構在指導性方面，起著至關重要的作用。

藥物靶標蛋白復合物結構的測定（https://www.researchgate。。ｎｅｔ/）