x射線晶體定向衍射技術

x射線晶體(ti) 定向衍射技術

       X射線衍射法是測定蛋白質晶體(ti) 結構的極其重要方法。生物大分子X射線晶體(ti) 學是揭示分子結構與(yu) 功能的科學。目前還沒有一種工具能夠用它直接觀察到蛋白質內(nei) 部的原子和基團的排列。雖然電子顯微鏡接近於(yu) 看到大分子的輪廓。但是仍然於(yu) 揭露分子的大小、形狀、對稱性和聚集狀態等。通過X射線衍射法(X-ray diffraction method)可間接地研究蛋白質晶體(ti) 的空間結構。對晶體(ti) 結構的研究將幫助人們(men) 從(cong) 原子的水平上了解物質。   

1 、X射線晶體(ti) 衍射技術的建立及發展 

1895年，倫(lun) 琴(Rontgen)發現了X-ray; 1913年布拉格父子用X射線衍射法對氯化鈉、氯化鉀晶體(ti) 進行了 測定，指出晶體(ti) 衍射圖可以確定晶體(ti) 內(nei) 部的原子(或分子)間的 距離和排列。因此獲諾貝爾獎。1951年，加利福尼亞(ya) 理工學院的泡令和科裏提出，α-構型的多肽 鏈呈螺旋形，通過X射線確定，組成蛋白質的都是L-型氨基酸。1953年克裏克、沃森在X射線衍射資料的基礎上，提出了DNA三維 結構的模型。獲1962年生理或醫學諾貝爾獎。1959年佩魯茨和肯德魯對血紅蛋白和肌血蛋白進行結構分析，解 決(jue) 了三維空間結構,獲1962年諾貝爾化學獎.1959年有機化學家豪普特曼和卡爾勒建立了測定晶體(ti) 結構的純數 學理論，特別在研究生物大分子如激素、抗生素、蛋白質及新型 藥物分子結構方麵起到了重要作用。因此獲1985年化學獎。 

2 、X射線測定晶體(ti) 結構的基本原理 

    Χ射線衍射是研究藥物多晶型的主要手段之一，它有單晶法和粉末χ射線衍射法兩(liang) 種。可用於(yu) 區別晶態與(yu) 非晶態、混合物與(yu) 化合物。可通過給出晶胞參數，如原子間距離、環平麵距離、雙麵夾角等確定藥物晶型與(yu) 結構。 

    粉末法研究的對象不是單晶體(ti) ，而是許多取向隨機的小晶體(ti) 的總和。此法準確度高，分辨能力強。每一種晶體(ti) 的粉末圖譜，幾乎同人的指紋一樣，其衍射線的分布位置和強度有著特征性規律，因而成為(wei) 物相鑒定的基礎。它在藥物多晶的定性與(yu) 定量方麵都起著決(jue) 定性作用。 

 當χ射線（電磁波）射入晶體(ti) 後，在晶體(ti) 內(nei) 產(chan) 生周期性變化的電磁場，迫使晶體(ti) 內(nei) 原子中的電子和原子核跟著發生周期振動。原子核的這種振動比電子要弱得多，所以可忽略不記。振動的電子就成為(wei) 一個(ge) 新的發射電磁波波源，以球麵波方式往各個(ge) 方向散發出頻率相同的電磁波，入射χ射線雖按一定方向射入晶體(ti) ，但和晶體(ti) 內(nei) 電子發生作用後，就由電子向各個(ge) 方向發射射線。 

當波長為(wei) λ的χ射線射到這族平麵點陣時，每一個(ge) 平麵陣都對χ射線先考慮任一平麵點陣1對χ射線的散射作用：χ射線射到同一點陣平麵的點陣點上，如果入射的χ射線與(yu) 點陣平麵的交角為(wei) θ，而散射線在相當於(yu) 平麵鏡反射方向上的交角也是θ，則射到相鄰兩(liang) 個(ge) 點陣點上的入射線和散射線所經過的光程相等，即PP'='=RR'。根據光的幹涉原理，它互相加強，並且入射線、散射線和點陣平麵的法線在同一平麵上。