엑스레이 결정학이란 무엇입니까?

• 레지날드 데비 검토 마이클 그린우드,M.Sc.

  엑스레이 결정학은 분자에 대한 구조적 정보를 제공하는 데 사용되는 도구입니다. 이 기술은 1912 년 윌리엄 헨리 브래그 과 윌리엄 로렌스 브래그(1915 년 노벨 물리학상을 수상한 아버지와 아들 팀 현장에서의 작업으로),이전 작업을 기반으로 한 사람 맥스 폰 라우에.

  폰 라우에는 황산동 결정을 통해 엑스레이를 사진 판에 비추어 샘플의 결정 구조와 관련된 회절 반점이 생성되었음을 발견했습니다.

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  • 엑스레이 결정학 소개
  • 방법론
  • 엑스레이 결정학의 응용
  • 요약

  그레고리 에이. 엑스선 결정학 소개

  엑스선 결정학은 전자기 방사선(특히 엑스레이)을 사용하여 결정의 분자 및 원자 구조를 결정합니다. 결정의 구조는 엑스레이가 특정한 방향에서 회절하는 원인이 됩니다. 이러한 빔의 강도와 각도의 분석을 통해 결정 구조 내에서 전자의 위치와 배열을 결정할 수 있습니다.

  전자 밀도의 3 차원 그림을 생성 할 수 있습니다. 구조 내의 원자의 평균 위치,이들 사이의 공유 결합 및 결정 학적 장애와 같은 정보가 결정될 수 있으며,이는 분자의 3 차원 구조를 나타냅니다.

  이 과정에서 엑스레이가 사용되는 이유는 전자 구름이 엑스레이 복사 파장과 같은 규모이기 때문입니다. 이것은 방사선이 결정에 있는 원자의 전자에 의해 편향되고 뿌려진다는 것을 의미합니다. 편향된 엑스레이 광속은 뿌리는 각에 비례하는 뿌리는 배급을 일으킵니다. 브래그의 법칙은 이것을 설명하는 데 사용됩니다.

  다양한 형태의 구조가 결정을 형성 할 수 있기 때문에 엑스레이 결정학은 많은 연구 응용을 가질 수 있습니다. 이 방법으로 분석 할 수있는 물질에는 소금,미네랄,금속,반도체뿐만 아니라 단백질,핵산 및 비타민을 포함한 생물학적 화합물이 포함됩니다.

  이 과정에서 가장 어려운 부분은 시료에 대한 정확한 정보를 제공하는 데 필요한 완벽한 결정을 성장시키는 것입니다. 일부 거대 분자,특히 막 단백질과 같은 원자량이 높은 분자는 결정화하기가 어려울 수 있습니다.

  생물학,화학,지질학 등 다양한 분야의 연구가 이 강력하면서도 단순한 기술의 용도를 발견했다.

  방법론

  엑스레이 결정학 기계는 4 원 회절계를 이용하여 작동합니다. 이것은 엑스레이 근원과 스크린 사이 결정 그리고 전향장치를 자전해서 작동합니다. 화면은 크리스탈을 통과 한 엑스레이를받습니다.

  엑스레이 결정학 실험은 4 개 단계로 나누어집니다:

  • 단백질 결정화
  • 회절 패턴의 생산
  • 회절 패턴의 분석은 단백질 구조의 전자 밀도 맵
  • 결정을 생성한다.

  언급된 바와 같이,이 공정의 가장 어려운 부분은 분석을 위한 완벽한 결정 구조를 달성하는 것이다. 전자의 위치를 정확하게 매핑해야하므로 구조가 완벽해야합니다.

  회절 패턴은 어두운 회절 반점 뒤에 남겨 결정의 원자에 의해 흡수 된 엑스레이에 의해 화면에 형성된다. 그들의 밀도는 각 지점에서 회절 된 전자 사이의 간섭 양에 따라 다릅니다. 이 반점은 매핑 할 수있는 전자 밀도를 정확하게 나타냅니다.

  일단 전자 밀도 맵이 만들어지면,결정학적 데이터의 분석은 비교적 간단하다. 그러나 정보를 이해하기 위해서는 복잡한 수학이 필요합니다. 엑스레이 결정학의 초기에,이 계산은 손으로 행해졌,그러나 지금 컴퓨터는 그(것)들을 실행하기 위하여 이용된다.

  사용 된 계산을 푸리에 변환이라고합니다. 이 계산은 데이터를 샘플 분자 또는 물질의 원자 또는 분자 구조의 3 차원 표현으로 변환합니다.

  엑스레이 결정학의 신청

  엑스레이 결정학은 많은 다른 분자를 분석하기 위하여 이용되고 유기 및 무기 화학의 분야에 있는 많은 고명한 프로젝트에서 사용되었습니다. 이 기술을 사용하여 해결 된 초기 구조는 석영과 소금을 포함한 간단한 결정이었습니다.

  이들 중 가장 잘 알려진 것 중 하나는 1953 년 프랭클린,왓슨,크릭의 이중 나선형 구조의 결정이었다. 그 구조가 확인 된 다른 중요한 분자는 다음과 같습니다.

  유기분자(단백질,비타민,핵산),무기분자 및 구조의 분석뿐만 아니라,엑스레이 결정학은 재료과학과 생명과학 모두에서 새로운 물질을 개발하는 데 사용되어 왔다.

  요약

  엑스레이 결정학은 여전히 많은 물질의 구조 분석을위한 최선의 방법 중 하나입니다. 그것은 전 세계의 실험실에서 사용되는 강력하고 간단하며 신뢰할 수있는 기술로 남아 있습니다.

  엑스레이 결정학은 다른 방법론이 할 수 없는 독특한 통찰력을 제공할 수 있다는 수많은 연구가 있지만,이러한 다른 기술들에 비해 몇 가지 단점이 있기 때문에 항상 분석 방법들의 일부로 사용되어야 한다.그러나,이 방법은,상기 제 1 항 및 제 2 항 및 제 2 항 및 제 2 항 및 제 2 항 및 제 2 항 및 제 3 항 및 제 3 항 및 제 3 항 및 제 3 항 및 제 3 항 및 제 3 항 및 제 3 항 및 제 3 항 및 제 3 항 및 제 3 항 및 제 3 항 및 제 3 항 및 제 3 항 및 제 3 항 및 제 3 항 및 제 3 항 분자 병리학https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1186895/

• 블룬델,티엘 및 존슨,엘론(1976). 단백질 결정학. 런던: 학술 출판사

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레지날드 데비

등록 데비는 영국의 노팅엄에 본사를 둔 프리랜서 카피라이터이자 편집자입니다. 뉴스 의료에 대한 쓰기는 미생물학,생물 의학,환경 과학을 포함하여,그가 관심과 수년에 걸쳐 참여하고있다 다양한 관심과 분야의 함께 오는 나타냅니다.

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