这个领域的科学家们诺贝尔奖拿到手软，研究已经延伸至地球以外。在证明“氯化钠不是分子”的同时，一个新的挑战出现在了布拉格父子面前。那就是“大分子物质的晶体该如何解析？”大分子物质与离子、原子最大的区别就在于：它有自己的形状。它不再像之前的原子或离子晶体那样，最小单位可以被近似地看作是一个点。解析原子或离子晶体的结构，由于最小单位是一个点，我们只要解出点与点之间的距离就够了。
而如果要解析大分子物质的晶体结构，就必须在解出分子间距离的同时，还要解出大分子的形状。
在化学家们分析化学物质结构的同时，生物学家也没有闲着。当时的生物学家都迫切地期望能够利用 X 射线晶体衍射技术来解析 DNA 和蛋白质的结构。但是这些生物大分子实在太大太复杂了。首先，这些生物大分子不可能在自然条件下形成结晶。
其次，就算能够获得清晰的 X 射线衍射图，想要通过数学计算来获得生物大分子的结构，耗费的时间都得用年为单位来计算。尽管困难重重，但这仍然阻止不了生物学家们的各种尝试。
1938 年，英国的分子生物学家威廉·阿斯特伯里（William Astbury）和晶体学家弗洛伦斯·贝尔（Florence Bell）选取了结构相对有规则的小牛胸腺 DNA 纤维进行 X 射线衍射实验，当时他们得到的衍射图其实已经能够看到 DNA 的螺旋结构了，不过遗憾的是，他们俩人因为观点不合，无奈终止了合作。
20 世纪的 60-80 年代，计算机运行能力的进步和电子同步加速器的发明使得生物学家们开始涉足更大的蛋白质复合体。自那以后，蛋白质结构解析领域的诺奖得主那就是一只手都数不过来了。1988 年至今，诺贝尔化学奖共有 6 次颁发给了蛋白质的结构解析领域。这些被解出来的蛋白质分别是光合作用反应中心、钠钾泵、钾离子通道、RNA 聚合酶、细菌核糖体和 G 蛋白偶联受体。
它们当中分子质量最大的就是细菌核糖体，一个核糖体的分子质量大约是 230 万道尔顿。和 100 年前布拉格父子首次解析的氯化钾晶体相比，细菌核糖体简直就是一个庞然大物，毕竟氯化钾的摩尔质量只有 75 左右，它们之间的差别就如同 1 个人与 300 头大象。