X-射线结晶学

Liji 托马斯, MD,

X-射线结晶学是地标发展在原子和分子的范围的结构上的研究中可以被回报以水晶形式。 它是由二威廉 Braggs、父亲和儿子发明的,在 1912年,在 1912年利用在 X 光衍射的发现上。

这些原子或分子的排列在大部分负责对他们的属性,是此学科领域为什么是很有用的。 了解此关系驱动自定义实际和化工属性例如新颖的酵素辅助因素根据现有的那些的形象化新的分子和材料的生产。

许多科学领域例如化学、地质、生物和材料学取决于更加深刻的理解的此技术对这个主题,这是否是一个活细胞,液晶, quasicrystal,或者陶瓷。 再次,能形象化在为他们的功能是相互依赖的分子之间的准确的适应今天是科学研究的一个关键的部分。

X射线辐射用于的结晶学科学设备解决生物分子三维结构例如蛋白质和脱氧核糖核酸。 画象着作权: 格雷戈里 A. Pozhvanov/Shutterstock
用于的 X-射线结晶学科学设备解决生物分子三维结构例如蛋白质和脱氧核糖核酸。 画象着作权: 格雷戈里 A. Pozhvanov/Shutterstock

此数据可能帮助科学家可以适合到病毒或活细胞导致期望作用通过被设计适合到配合基分子的产物药物或生存微粒。

这个原则是简单的和在发现基础上,当 X-射线通过水晶时一个特定绕射图由分子的影响导致对射波的路径。 此二维模式在数学程序帮助下然后解释以及科学和艺术性的技能和直觉帮助了解可能导致了它分子的结构。

小点的位置帮助确定原子和钢筋锚着长度的在这个分子内的排列和角度。 X-射线是成功的在达到此,因为他们的波长 (0.4-0.6 Å) 几乎是相同的象平均原子间的距离。

因为在他们的缺勤好图象不可能得到,全部的进程的最富挑战性的部分生长无缺点的水晶。 将被学习的第一种物质是水晶例如石英,但是今天可以获得以一种顺序的固体的形式的任何是段对其磨房。

程序

X-射线结晶学设备使用一个四圈子衍射计转动水晶和这台探测器在 X-射线来源和屏幕之间,接受射波穿过了水晶。

射波的影响对晶形地点的模式对屏幕,称绕射图。 地点的密度随相当数量干涉变化在衍射的电子之间在每点。

绕射图或电子密度映射被生成,反射电子密度最高和如此提供原子的地点的等高线。 使用傅立叶转换,一个复杂数学程序,这被变换成这个基本或分子结构的一个三维表示。

应用

X 光衍射的最响誉的应用很可能是脱氧核糖核酸双股的螺线结构的说明由罗莎琳德福兰克林,弗朗西斯痛性痉挛和詹姆斯华森 20 世纪 50 年代的。 结构解决了的其他重要分子包括胰岛素、青霉素和维生素 B12。

复核 Afsaneh Khetrapal BSc (Hons)

参考

  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

[深层读取:结晶学]

Last Updated: Sep 6, 2017

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