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包括的事宜
簡介
什麼是 SAXS/SWAXS ？
概覽
實驗
結果
結論
簡介
Hecus X-射線系統，在 1992年建立，在 X-射線 nanostructure 邏輯分析方法的創新系統解決方法傳統上專門化。 在小角度 X-射線方法的嚴格的重點 - 奧多Kratky 遺產 - 服務研究員和工程師的一個寬社區，需要 SAXS 和作為實用和可靠的工具的相關技術在他們富挑戰性的實驗室實踐，并且要定期地使用技術。
什麼是 SAXS/SWAXS ？
小型和廣角 X-射線分散 (S/WAXS) 是調查非晶形或部分水晶材料結構的非侵入性的分析技術。 在上或大分子域以及原子間的距離在小的分子或水晶調查。
應用領域：
- 聚合物
- 液晶
- 粉末 & 奶油公式化
- 生物聚合物
- 生物材料
- 催化劑
- Nanomaterials
- 塗層 & 影片
概覽
小角度 X-射線分散蛋白質 - 或 nanoparticles 在解決方法一般來說被證明是他們的 (納諾) 結構上的描述特性的一個重要的像範圍和形狀的方法和參數化。 這個最突出的參數是微粒的回旋半徑 Rg，與這個微粒的範圍關連，并且可以從 SAXS 曲線的內在部分容易地被提取的值：
我 (q) ~ 我 (0) *exp (- q*R/3)2g2 (1)
使用是的 I 從範例、 q 相互分散向量 (與散射角 2θ) 有關和 I (0) 的分散的強度是被外推的強度對角度零。 在 q (相互公制單位， nm 或者 Å-1 ) 和-1 2θ (°，有角部件) 之間的關係在 nm 產生由 q = 4π (sinθ)/λ，当 2θ是使用的倫琴射線束的散射角關於入射線和λ波長或 Å。
實驗
蛋白質的解決方法通過溶化蛋白質遲鈍的 (血清) 白蛋白 (從斯格碼化學製品的 BSA，聖路易斯， MO) 的被凍乾的粉末準備在 10 mM PBS 緩衝 (酸碱度 = 8.0)。 最終濃度是 15 mg/ml (1.5%)。 此蛋白質解決方法和各自緩衝的小角度 X-射線分散 (SAXS) 評定執行了與 HECUS S3 微 SAXS 照相機附有了 Xenocs 微光束送貨系統 (古芝目標、波長λ= 1.54 Å 和 FOX3D 光學)，運行在功率的 50 W。 垂直的入口裂縫開口被設置了對 200 µm 造成 1.5*10 photons/s. 漲潮7 。 液體範例被裝載了到 1 mm 直徑石英血絲并且被評定了在典型地 2000 S. 的 20°C。 在評定前相對主要射線強度和範例的 X-射線傳輸評定了與針二極管。 SAXS 模式記錄了與一臺線性 1D 位置敏感探測器 (與 54 µm 像素寬度的 1024 像素) 在 q 範圍內至 0.6 Å-1。 事件主要射線由一動力化的可調整的 beamstopper (在探測器前面 W) 阻攔位於的 2 mm。 這個 q 縮放比例的定標 (轉換像素值成 q 值) 完成與有分散曲線的搽粉的 Agbehenate (背景減法的 58.38 A. Raw 數據處理一個被校準的 d 間隔在正常化以後) 執行與主要數據評估程序 EasySWAXS (HECUS) 和被處理的數據隨後分析了與程序包 ATSAS 2.3。 (D. Svergun， EMBL，漢堡)。
結果
在 Fig.1 BSA SAXS 曲線的內在部分在緩衝 (I (q) s) 的和緩衝 (I (q) b) 顯示。 相對主要射線強度和曝光時間分別為相同在兩個評定方面因此背景更正由減法和正常化完成由他們的傳輸 Ts 和 Tb。
我 (q) = I (q)s /Ts - I (bq)/Tb (2)
通常，為了被稀釋的蛋白質解決方法範例解決方法和緩衝傳輸接近將是相同的，在這個特定情況下實驗裝置和 Tb 是 0.32。
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圖 1. BSA SAXS 曲線在緩衝的 1.5% (紅色)，緩衝 (綠色) 和 BSA 緩衝 (藍色)，迅速了移動到內在 (第0部分 < q < 0.2 Å-1)。
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BSA SAXS 曲線的圖 2. Guinier 劇情 1.5%。 29.2 Å 的值 R 的g 從在顯示的 q 限額 q 和 q 內的min 傾斜得到了max 0.018 < q < 0.05 Å-1，当 R*qgmax 是 1.5。
1.5% BSA SAXS 曲線密謀以式 2 的線性化的形式的圖 2. 顯示，所謂的 Guinierplot ln (I (q)) 與 Q。2 這個線性傾斜是正比例的對 Rg2，造成 29.2 ±g 0.3 這個微粒的 Å 的 R 值。
在倒易空間的這些背景被更正的 SAXS 數據 fouriertransformed 到實際空間，運用這個程序 GNOM 4.5 (ATSAS 程序包)。 此程序的唯一的輸入參數是 qmin 和max SAXS 曲線的 q 值和演繹估計的 D 價值max ，實際空間功能被計算的一個最大範圍值。 D 的估計max 用分散曲線的min 可用的 q 值連接由 qmin < π/D.max 結果我們得到實際空間功能這个所謂的 p (r) - 功能或距離配電器功能 (參見 Fig.3)，為微粒的形狀、範圍和內部電子密度同質性是典型的。
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圖 3. 1.5% BSA 的距離分佈函數在從在 q 範圍的 SAXS 曲線獲得的解決方法的 0.026 < q < 0.3 Å-1 使用程序 GNOM。 最大顆粒大小是大約 100 个 Å (其中這個功能處理 0)。 29.3 ± 0.6 Rg 的 Å 的值從這个 p (r) - 功能得到了，基本上是相同的作為它從在倒易空間的 Guinier 劇情獨立地獲得。
從 SAXS 數據的低分辨率的形狀模擬完成運用這個程序 DAMMIN (ATSAS 2.3 程序包) 的。 此程序嘗試由某一算法查找三維的形狀通過搜索理論上計算分散曲線適應實驗獲得的一個的一個形狀的對象。 演繹假定未做。 圖 4 顯示結果的一个這樣運行。 必須指出這個得到的設計的只是低空間分辨率并且是適合在這個實驗有限 q 範圍的實驗分散曲線一个許多可能的設計。 因為其中每一個運行在有些不同的模型形狀的結果通常程序現在是執行形狀模擬許多運行在同一實驗 SAXS 曲線的。 ` 平均為的』設計可能通過執行一空間平均為然後提取在所有被計算的設計。
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圖 4. BSA 低分辨率的結構的形狀模擬從 SAXS 曲線的使用程序 DAMMIN (運行的一)。 開放圈子 (藍色) 是實驗 SAXS 數據，綠線 (因此相符與紅色一個，不可視) 是從 GNOM 和紅線獲得的適合的 SAXS 曲線表示從在這個圖的正確的部分顯示的這個設計的被模擬的 SAXS 曲線。
結論
使用蛋白質解決方法 1 - 2%，蛋白質的範圍和形狀的估計可以迅速獲得與 S3 微 SAXS 系統。 然而為這些參數的一個更加準確的評估更低的濃度是必要的。 通常這在濃度串聯執行通過評定 SAXS 曲線以不同的 (和请降低) 蛋白質含量和外推 SAXScurves 試驗然後對零濃度。
來源： Hecus X-射線系統
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