串行晶体学(Serial crystallography)成为一种新的解析蛋白质晶体的方法，可以直接对微小尺寸的晶体进行衍射。但是由于“即打即坏”(diffract-and-destroy)的实验特点，为了收集一套完整的实验数据，需要消耗大量的晶体和实验机时，也为后续的数据处理增加了难度。为了减少串行晶体学所需衍射图的数量，我们提出了一种几何因子修正的积分方法。通过搜索每颗微小晶体的有效晶胞个数，可以对每个衍射点的几何因子进行估计。将直接测量到的衍射强度扣除掉几何因子可以极大地提高每张衍射图强度积分的准确度。通过模拟计算，我们只利用1500张左右的衍射图进行积分，使用分子置换法求解相位，成功解析得到了溶菌酶2.5(A)的晶体结构。比现有的积分方法所需的衍射图数量减少了一个量级。　　相位问题一直是困扰晶体学家的难题。虽然X射线自由电子激光的出现解决了晶体优化的问题，但仍然需要同源结构或重原子衍生物来解析相位。根据微小晶体衍射的特点，强烈的几何因子效应造成Bragg衍射峰的宽化和中间衍射峰的出现。这使得对晶体的衍射图进行过采样成为可能。我们模拟了一套带有中间衍射峰的4.0(A)的结构因子振幅，利用相干衍射成像中的相位迭代算法，经过1500次HIO算法迭代和500次ER算法迭代，成功地恢复出了结构因子的相位，证明了使用相位迭代算法解析微小晶体结构的可行性，有望成为一种更加普适的利用X射线自由电子激光解析晶体结构的新方法。　　快速读出和高信噪比的直接电子探测器在单颗粒分析中的成功运用使利用冷冻电子显微学解析生物大分子结构达到了原子分辨率。而且，随着很多优秀算法的出现，单颗粒分析的数据处理也更加高效。利用冷冻制样，解析得到的三维结构更接近生物大分子的自然状态。但是，很多样品在快速冷冻过程中保留了自然状态下的多种构象，甚至会由于亲水性的原因发生解聚。现有的制样方法成为制约单颗粒分析技术的瓶颈。为了使样品更加均一，我们主要通过戊二醛交联固定的方法优化冷冻制样的条件。通过改变戊二醛浓度、交联时间并配合层析分离、超速离心等技术，我们研究的脂蛋白复合物和衔接蛋白复合物的负染色样品的均一性都有了明显地提高，但冷冻制样的结果仍然存在不均一的现象。根据脂蛋白复合物冷冻电子显微镜三维重构的结果，初步推测该复合物可以结合不同数量的磷酸酯，或者存在结合与未结合两种状态。通过使用分类算法对衔接蛋白复合物进行研究，得到了该复合物四个低分辨率的三维结构。虽然化学交联与密度梯度离心的方法可以增加复合物的稳定性，但是醛基和氨基的反应不具有特异性，对样品均一性的提高仍存在局限性。