Röntgenstrahl Kristallographie

Durch Liji Thomas, MD,

Röntgenstrahlkristallographie ist eine Marksteinentwicklung in der strukturellen Studie einer Reichweite der Atome und der Moleküle, die in der kristallenen Form übertragen werden können. Sie wurde durch die zwei William Braggs, Vater und Sohn im Jahre 1912 erfunden nutzte die Entdeckung der Röntgenstrahlbeugung im Jahre 1912.

Die Anordnung für diese Atome oder Moleküle ist im Großen Teil, der für ihre Eigenschaften verantwortlich ist, der ist, warum dieser Bereich der Studie so nützlich ist. Das Verständnis dieses Verhältnisses treibt die Produktion von neuen Molekülen und von Materialien, die die körperlichen und chemischen Eigenschaften wie neue Enzymnebenfaktore angepasst haben, die nach der Sichtbarmachung von das Existieren basiert werden.

Viele Bereiche der Wissenschaft wie Chemie, Geologie, Biologie und Materialwissenschaft hängen nach dieser Technik für ein tieferes Verständnis des Themas, ob dieses eine lebende Zelle, ein Flüssigkristall, ein quasicrystal ist, oder des keramischen ab. Wieder ist Sein, den genauen Sitz zwischen Molekülen sichtbar zu machen, die für ihre Funktion voneinander abhängig sind, ein entscheidendes Teil wissenschaftliche Forschung heute.

Röntgen Sie das wissenschaftliche Gerät der Kristallographie, das verwendet wird, um dreidimensionale Zelle von biologischen Molekülen wie Proteinen und DNS zu lösen. Bild Kredit: Gregory A. Pozhvanov/Shutterstock
Wissenschaftliches Gerät der Röntgenstrahlkristallographie verwendet, um dreidimensionale Zelle von biologischen Molekülen wie Proteinen und DNS zu lösen. Bild Kredit: Gregory A. Pozhvanov/Shutterstock

Diese Daten können Wissenschaftlererzeugnisdrogen oder lebenden Partikeln helfen, die zu den Viren oder zu lebenden Zellen befestigt werden können, um die gewünschten Effekte einfach zu produzieren, durch konstruiert werden, zum Ligandmolekül zu befestigen.

Das Prinzip ist einfach und basiert auf dem Finden, dass, wenn Röntgenstrahlen durch einen Kristall geführt werden, ein spezifisches Beugungsmuster durch die Auswirkung der Moleküle auf den Pfad der Strahlen produziert wird. Dieses zweidimensionale Muster wird dann mithilfe der mathematischen Programme sowie wissenschaftliche und künstlerische Fähigkeiten und Intuition geübersetzt, um zu helfen, die Zelle des Moleküls zu verstehen, das sie produziert haben könnte.

Die Stellung der Punkte hilft, die Anordnung für Atome und die Bondlängen und die Winkel innerhalb des Moleküls zu bestimmen. Röntgenstrahlen sind erfolgreich, wenn sie dieses erzielen, weil ihre Wellenlänge (0.4-0.6 Å) fast die selbe wie der durchschnittliche interatomic Abstand ist.

Das schwierigste Teil des ganzen Prozesses wächst einwandfreie Kristalle, da in ihrer Abwesenheit gute Bilder nicht erhalten werden können. Die ersten studiert zu werden Substanzen waren Kristalle wie Quarz, aber heute ist alle, die in Form eines geordneten Körpers erreicht werden kann, Stärke zu seinem Tausendstel.

Prozedur

Eine Röntgenstrahlkristallographiemaschine verwendet einen Vierkreis Diffractometer, um den Kristall und den Detektor zwischen die Röntgenstrahlquelle und den Bildschirm zu rotieren, der die Strahlen empfängt, die durch den Kristall passiert sind.

Die Auswirkung der Strahlen auf die Kristallformulare ein Muster von Stellen auf den Bildschirm, genannt ein Beugungsmuster. Die Dichte der Stellen schwankt mit der Menge von Störung zwischen die gebeugten Elektronen an jedem Punkt.

Die Beugungsmuster- oder -Elektronendichtekarte wird erzeugt, reflektierend entlang der die Tiefenlinien Elektronendichte am höchsten und so den Einbauort von Atomen liefert. Dieses wird in eine dreidimensionale Darstellung vom Atom- oder von der Molekülstruktur unter Verwendung Fourier-Transformation, eine komplexe mathematische Prozedur umgewandelt.

Anwendungen

Die bekannteste Anwendung der Röntgenstrahlbeugung ist vermutlich die Erklärung der doppelsträngigen schraubenartigen Zelle von DNS durch Rosalind Franklin, Francis-Steifer Hals und James Watson in den fünfziger Jahren. Andere wichtige Moleküle, deren Zellen ausgearbeitet worden sind, enthalten Insulin, Penicillin und Vitamin B12.

Wiederholt durch Afsaneh Khetrapal BSC (Hons)

Bezüge

  1. http://faculty.fullerton.edu/cmcconnell/304/X-Ray_Crystallography.htm
  2. http://www.rsc.org/Education/Teachers/Resources/Contemporary/student/pop_xray.html
  3. http://www.chem.ucla.edu/~harding/notes/notes_14C_xray.pdf
  4. http://www.chemistryviews.org/details/ezine/2064331/100th_Anniversary_of_the_Discovery_of_X-ray_Diffraction.html
  5. https://www.iucr.org/education/pamphlets/2/full-text

[Weiterführende Literatur: Kristallographie]

Last Updated: Sep 6, 2017

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