Page 49 - Perdih, Andrej, Katja Lakota, Alja Prah. 2020. Strukture bioloških molekul. Univerzitetni učbenik z recenzijo in navodila za vaje. Koper: Založba Univerze na Primorskem.
P. 49
strukture bioloških molekul
generiran x-žarek pogosto zelo majhna, je treba kristal natačno centrirati znotraj žarka
(natančnost ~ 25 μm), pri čemer si lahko pomagamo s posebno kamero, s katero opazujemo
kristal. Najpogostejša vrsta goniometra je "kappa goniometer", ki omogoča več kotov vrtenja in
tako natačno pridobitev difrakcijske slike v vseh možnih orientacijah kristala. Naj še enkrat
omenimo, da ves čas poteka difrakcijskega eksperimenta tok tekočega dušika hladi kristal pri
približno 100 K, in s tem preprečuje, da bi kristal zaradi visokih obsevanih energij razpadel.
Slika 3. Poenostavljena shema difrakcijskega eksperimenta in grafični prikaz Braggovega
zakona.
Med difrakcijskim eksperimentom se obsevani x-žarki odbijejo/sipajo od elektronov. Zadeti
elektron začne najprej vibrirati z isto frekvenco, kot jo ima vhodni rentgenski žarek nato pa
prične sipati sekundarne x-žarke, ki se širijo v vse smeri. Za rentgensko difrakcijo je pomembno
predvsem elastično sipanje na elektronih, kjer se valovna dolžina in faza žarka ohranita, žarek
pa spremeni smer. Sipani žarki se nato širijo v vse smeri in nekateri izmed njih med seboj
interagirajo, saj ima molekula veliko elektronov. Tako nastanejo ojačitve in oslabitve rentgenske
svetobe.
Pogoj za konstruktivno difrakcijo je podan z Braggovim zakonom, ki sta ga razvila oče in sin,
William Henry Bragg in Lawrence Bragg, ter za svoje delo leta 1915 dobila tudi Nobelovo
nagrado. Ojačitev žarka po odboju od elektronov, ki sestavljajo atom, dobimo takrat, ko je
razlika poti žarkov, ki se sipljejo (odbijejo) od različnih kristalnih ravnin, enaka mnogokratniku
valovnih dolžin vpadnega valovanja. Pri čemer je d razdalja med dvema sosednjima ravninama,
θ je uklonski kot sipanja, n mora biti celo število, λ pa je valovna dolžina vpadnega valovanja
(Slika 3).
Iz povedanega sledi, da je končni vzorec sipanih žarkov odvisen od števila in položaja elektronov
v molekuli, torej od strukture molekule. Rezultat difrakcijskega eksperimenta je
tridimenzionalna mapa odbojev (reflekcij) oz. difrakcijski vzorec, ki je direktno povezan s
porazdelitvijo elektronov v preiskovani molekuli (Slika 3).
49
generiran x-žarek pogosto zelo majhna, je treba kristal natačno centrirati znotraj žarka
(natančnost ~ 25 μm), pri čemer si lahko pomagamo s posebno kamero, s katero opazujemo
kristal. Najpogostejša vrsta goniometra je "kappa goniometer", ki omogoča več kotov vrtenja in
tako natačno pridobitev difrakcijske slike v vseh možnih orientacijah kristala. Naj še enkrat
omenimo, da ves čas poteka difrakcijskega eksperimenta tok tekočega dušika hladi kristal pri
približno 100 K, in s tem preprečuje, da bi kristal zaradi visokih obsevanih energij razpadel.
Slika 3. Poenostavljena shema difrakcijskega eksperimenta in grafični prikaz Braggovega
zakona.
Med difrakcijskim eksperimentom se obsevani x-žarki odbijejo/sipajo od elektronov. Zadeti
elektron začne najprej vibrirati z isto frekvenco, kot jo ima vhodni rentgenski žarek nato pa
prične sipati sekundarne x-žarke, ki se širijo v vse smeri. Za rentgensko difrakcijo je pomembno
predvsem elastično sipanje na elektronih, kjer se valovna dolžina in faza žarka ohranita, žarek
pa spremeni smer. Sipani žarki se nato širijo v vse smeri in nekateri izmed njih med seboj
interagirajo, saj ima molekula veliko elektronov. Tako nastanejo ojačitve in oslabitve rentgenske
svetobe.
Pogoj za konstruktivno difrakcijo je podan z Braggovim zakonom, ki sta ga razvila oče in sin,
William Henry Bragg in Lawrence Bragg, ter za svoje delo leta 1915 dobila tudi Nobelovo
nagrado. Ojačitev žarka po odboju od elektronov, ki sestavljajo atom, dobimo takrat, ko je
razlika poti žarkov, ki se sipljejo (odbijejo) od različnih kristalnih ravnin, enaka mnogokratniku
valovnih dolžin vpadnega valovanja. Pri čemer je d razdalja med dvema sosednjima ravninama,
θ je uklonski kot sipanja, n mora biti celo število, λ pa je valovna dolžina vpadnega valovanja
(Slika 3).
Iz povedanega sledi, da je končni vzorec sipanih žarkov odvisen od števila in položaja elektronov
v molekuli, torej od strukture molekule. Rezultat difrakcijskega eksperimenta je
tridimenzionalna mapa odbojev (reflekcij) oz. difrakcijski vzorec, ki je direktno povezan s
porazdelitvijo elektronov v preiskovani molekuli (Slika 3).
49
