الأشعة السينية diffractometer الكريستال واحد يكشف عن هيكل ثلاثي الأبعاد من الجزيئات من خلال التفاعل بين الأشعة السينية العادية ترتيب الذرات في البلورات ، جنبا إلى جنب مع أدوات دقيقة و الحسابات الرياضية .
المبدأ الأساسي : حيود الأشعة السينية معادلة براج
عندما الأشعة السينية أحادية اللون ( على سبيل المثال ، cuk α الإشعاع من النحاس الهدف ) المشع على كريستال واحدة ، تباعد الذرات العادية في الكريستال هو ما يعادل حجم الطول الموجي للأشعة السينية ، والأشعة السينية المنبعثة من الذرات تتداخل مع بعضها البعض ، مما أدى إلى حيود قوي في اتجاه معين ( اتجاه تلبية معادلة براج ن λ = 2dsin θ ) . من بينها ، λ هو الطول الموجي للأشعة السينية ، د هو تباعد سطح الكريستال ، θ هو زاوية السقوط ، ن هو حيود النظام . حيود الاتجاه يرتبط مباشرة مع هيكل الكريستال ، كل الكريستال تنتج نمط حيود فريدة من نوعها .
الخطوات الرئيسية : من حيود البيانات إلى هيكل ثلاثي الأبعاد
جمع البيانات
من خلال التحكم في دوران الكريستال عالية الدقة قياس زاوية ( على سبيل المثال ، أربعة دائرة diffractometer ) ، يمكن أن تجعل مختلف السطوح الكريستال تلبية متطلبات الحيود بدوره . كاشف ( على سبيل المثال ، العد فوتون اتفاقية مكافحة التصحر ) يلتقط إشارة الحيود ، يسجل موقف وشدة الحيود نقطة ، وأشكال ثنائية الأبعاد نمط الحيود بما في ذلك هيكل الكريستال المعلومات .
انعكاس رياضي
كثافة نقطة الحيود يعتمد على توزيع الذرات في الخلايا . حيود البيانات يتم تحويلها إلى خريطة ثلاثية الأبعاد من كثافة الإلكترونات في الخلايا عن طريق تحويل فورييه . موقف الذرية يتوافق مع ذروة كثافة الإلكترون ، وبالتالي تحديد إحداثيات الذرية ، السندات السندات طول زاوية .
التحقق الهيكلي والأمثل :
جنبا إلى جنب مع الرابطة الكيميائية المعلومات ( على سبيل المثال ، مجموعة من السندات طول ) و تحليل التماثل ، تعديل الهيكل الأولي نموذج ، وأخيرا تحديد دقيق ثلاثي الأبعاد الجزيئية التكوين .
ميزة التقنية وتطبيق المشهد
المستوى الذري القرار : يمكن أن تحدد بدقة الموقف الذري ، تكشف عن جزيء ستيريو التكوين ، مراوان ، كريستال التراص واسطة .
تطبيق على نطاق واسع : بسيطة من المواد غير العضوية إلى الجزيئات البيولوجية المعقدة ( مثل البروتين يجند المجمعات ) يمكن استخدامها لتحليل هيكل .
التطبيقات الرئيسية : في تطوير الأدوية ، هذه التكنولوجيا يمكن أن تحدد شكل بلوري المخدرات وتحسين التصميم الجزيئي . في علم المواد ، والمعادن العضوية الإطار ( وزارة المالية ) أو تساهمي الإطار العضوي ( COF ) المواد مع خصائص معينة مصممة بمساعدة الحاسوب .