X-射線結晶學

Liji 托馬斯, MD,

X-射線結晶學是地標發展在原子和分子的範圍的結構上的研究中可以被回報以水晶形式。 它是由二威廉 Braggs、父親和兒子發明的,在 1912年,在 1912年利用在 X 光衍射的發現上。

這些原子或分子的排列在大部分負責對他們的屬性,是此學科領域為什麼是很有用的。 瞭解此關係驅動自定義實際和化工屬性例如新穎的酵素輔助因素根據現有的那些的形象化新的分子和材料的生產。

許多科學領域例如化學、地質、生物和材料學取決於更加深刻的理解的此技術對這個主題,這是否是一個活細胞,液晶, quasicrystal,或者陶瓷。 再次,能形象化在為他們的功能是相互依賴的分子之間的準確的適應今天是科學研究的一個關鍵的部分。

X射線輻射用於的結晶學科學設備解決生物分子三維結構例如蛋白質和脫氧核糖核酸。 畫像著作權: 格雷戈裡 A. Pozhvanov/Shutterstock
用於的 X-射線結晶學科學設備解決生物分子三維結構例如蛋白質和脫氧核糖核酸。 畫像著作權: 格雷戈裡 A. Pozhvanov/Shutterstock

此數據可能幫助科學家可以適合到病毒或活細胞導致期望作用通過被設計適合到配合基分子的產物藥物或生存微粒。

這個原則是簡單的和在發現基礎上,當 X-射線通過水晶時一個特定繞射圖由分子的影響導致對射波的路徑。 此二維模式在數學程序幫助下然後解釋以及科學和藝術性的技能和直覺幫助瞭解可能導致了它分子的結構。

小點的位置幫助確定原子和鋼筋錨著長度的在這個分子內的排列和角度。 X-射線是成功的在達到此,因為他們的波長 (0.4-0.6 Å) 幾乎是相同的像平均原子間的距離。

因為在他們的缺勤好圖像不可能得到,全部的進程的最富挑戰性的部分生長無缺點的水晶。 將被學習的第一種物質是水晶例如石英,但是今天可以獲得以一種順序的固體的形式的任何是段對其磨房。

程序

X-射線結晶學設備使用一個四圈子衍射計轉動水晶和這臺探測器在 X-射線來源和屏幕之間,接受射波穿過了水晶。

射波的影響對晶形地點的模式對屏幕,稱繞射圖。 地點的密度隨相當數量干涉變化在衍射的電子之間在每點。

繞射圖或電子密度映射被生成,反射電子密度最高和如此提供原子的地點的等高線。 使用傅立葉轉換,一個複雜數學程序,這被變換成這個基本或分子結構的一個三維表示。

應用

X 光衍射的最響譽的應用很可能是脫氧核糖核酸雙股的螺線結構的說明由羅莎琳德福蘭克林,弗朗西斯痛性痙攣和詹姆斯華森 20 世紀 50 年代的。 結構解決了的其他重要分子包括胰島素、青黴素和維生素 B12。

覆核 Afsaneh Khetrapal BSc (Hons)

參考

  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

[深層讀取:結晶學]

Last Updated: Sep 6, 2017

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