Cristallografia A Raggi X

Da Liji Thomas, MD,

La Cristallografia a raggi x è uno sviluppo del punto di riferimento nello studio strutturale su un intervallo degli atomi e delle molecole che possono essere resi nel modulo cristallino. È stata inventata nel 1912 dai due William Braggs, il padre ed il figlio, approfittanti della scoperta di Diffrazione ai raggi X nel 1912.

La disposizione di questi atomi o molecole è nella grande parte responsabile dei loro beni, che è perché questo campo di studio è così utile. La Comprensione della questa relazione determina la produzione di nuovi molecole e materiali che hanno personalizzato i beni fisici e chimici quali i cofattori novelli degli enzimi basati sopra la visualizzazione di quelle esistenti.

Molti settori scientifici quali chimica, la geologia, la biologia e la scienza dei materiali dipendono da questa tecnica per una comprensione più profonda del tema, se questa è una cella vivente, un cristallo liquido, un quasicrystal, o di un ceramico. Di Nuovo, potere prevedere la misura precisa fra le molecole che sono interdipendenti per la loro funzione è oggi una parte cruciale di ricerca scientifica.

Strumentazione scientifica di cristallografia a raggi x utilizzata per risolvere struttura tridimensionale delle molecole biologiche quali le proteine ed il DNA. Credito di Immagine: Gregory A. Pozhvanov/Shutterstock
Strumentazione scientifica di cristallografia a raggi x utilizzata per risolvere struttura tridimensionale delle molecole biologiche quali le proteine ed il DNA. Credito di Immagine: Gregory A. Pozhvanov/Shutterstock

Questi dati possono aiutare le droghe dei prodotti degli scienziati o le particelle viventi che possono essere misura ai virus o alle celle viventi per produrre semplicemente gli effetti desiderati dal essere destinato a adattarsi alla molecola del legante.

Il principio è semplice ed è basato sull'individuazione che quando i Raggi X sono passati attraverso un cristallo un reticolo di diffrazione specifico è prodotto dall'impatto delle molecole sul percorso delle razze. Questo reticolo bidimensionale poi è interpretato con l'aiuto dei programmi matematici come pure abilità ed intuizione scientifiche ed artistiche per contribuire a capire la struttura della molecola in grado di produrrlo.

La posizione dei punti contribuisce a determinare la disposizione degli atomi e delle lunghezze schiave e gli angoli all'interno della molecola. I Raggi X riescono nel raggiungimento del questo perché la loro lunghezza d'onda (0.4-0.6 Å) è quasi la stessa della distanza interatomica media.

La parte più provocatoria del trattamento di tutto sta coltivando i cristalli impeccabili poiché in loro assenza buone le immagini non possono essere ottenute. Le prime sostanze da studiare erano cristalli quale quarzo ma oggi qualche cosa che possa essere ottenuto sotto forma di solido ordinato è grano da macinare al suo mulino.

Procedura

Un commputer di Cristallografia a raggi x usa un diffractometer del quattro-cerchio per girare il cristallo ed il rivelatore fra la sorgente dei Raggi X e lo schermo, che riceve le razze che hanno attraversato il cristallo.

L'impatto delle razze sui moduli di cristallo un reticolo dei punti sullo schermo, chiamato un reticolo di diffrazione. La densità dei punti varia con la quantità di interferenza fra gli elettroni diffranti ad ogni punto.

La mappa del reticolo di diffrazione o di densità di elettrone è generata, riflettente le righe di contorno lungo cui la densità di elettrone il più su e così sta fornendo la posizione degli atomi. Ciò è trasformata in una rappresentazione tridimensionale della struttura atomica o molecolare facendo uso di trasformazione di Fourier, una procedura matematica complessa.

Applicazioni

L'applicazione più nota di Diffrazione ai raggi X è probabilmente la delucidazione della struttura elicoidale a doppia elica di DNA da Rosalind Franklin, Torcicollo di Francis e da James Watson negli anni 50. Altre molecole importanti di cui le strutture sono state risolte includono l'insulina, la penicillina ed il vitamina b12.

Esaminato da Afsaneh Khetrapal BSc (Hons)

Riferimenti

  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

[Ulteriore Lettura: Cristallografia]

Last Updated: Sep 6, 2017

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