Rentgenová krystalografie

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání
Klasické difrakční spektrum práškového materiálu

Rentgenová strukturní analýza (v biochemii často nazývána rentgenová krystalografie[1], německy Röntgenstrukturanalyse, anglicky X-ray structure analysis, nebo X-ray crystallography) je analytická metoda zabývající se studiem interakce krystalických vzorků s rentgenovým zářením, která umožňuje určit absolutní strukturu molekul, tj. polohy atomů, vazebné délky a úhly v krystalové mřížce.[2]

Princip[editovat | editovat zdroj]

Při průchodu monochromatického rentgenového záření látkou dochází k pružnému ohybu (difrakci) paprsků. Směr a intenzita difraktujících paprsků závisí na vnitřní struktuře vzorku. V Amorfním vzorku jsou atomy rozmístěny nepravidelně a příspěvky k celkové intenzitě difraktovaného záření se často vzájemně vyruší. Naopak vzorek s periodickou strukurou (monokrystal) působí jako difrakční mřížka ve viditelném světle. Příspěvky k celkové intenzitě difraktovaného záření vzájemně interferují a v určitých směrech, specifických pro konkrétní krystalovou strukturu, se sčítají, jinak se vyruší.[1][2]

Směry a intenzity difraktovaného záření se pro vzorek změří a po provedení korekcí (na tvar vzorku, tepelné kmity, absorbci, zprůměrování intenzit ze symetrických směrů) se určuje absolutní struktura. Při řešení se nejdříve určí hrubý model struktury a postupným přidáváním parametrů (anizotropie termálních kmitů, poloha lehkých atomů - vodíků) se optimalizuje shoda experimentálních dat s daty vypočtenými podle modelu. Míra shody modelu s experimentálními daty se hodnotí podle R-faktoru ale vždy je třeba kritické zhodnocení modelu člověkem.

Prášková analýza[editovat | editovat zdroj]

V případě, že vzorek není k dispozici ve formě monokrystalu, tak lze provádět analýzu prášku. Vzorek se umele na jemno a místo směru se analyzuje pouze závislost intenzity difraktovaného záření na úhlu mezi primárním a difraktovaným paprskem. Z práškového záznamu nelze většinou přímo určit strukturu, ale lze ověřit, jestli záznam odpovídá modelu nebo jiné dříve určené struktuře.

Historie[editovat | editovat zdroj]

První použití rentgenové krystalografie je datováno do roku 1912, kdy William Lawrence Bragg a jeho otec William Henry Bragg poprvé určili krystalické struktury prvků a postupně i jednoduchých anorganických látek.[3] Za tuto práci získali v roce 1915 Nobelovu cenu za fyziku. Roku 1959 se poprvé podařilo analyzovat prostorovou strukturu u molekuly hemoglobinu.

Použití[editovat | editovat zdroj]

RTG strukturní analýza se používá k určování struktury anorganických a organických nízkomolekulárních látek (minerálů, organických látek). Tradičně se používá v organické syntéze k potvrzení absolutní konfigurace látek nebo ve farmaceutickém průmyslu jako jednoznačná identifikace patentovaných polymorfů aktivních farmaceutických instancí (API). Tato metoda se používá k určení prostorové struktury bílkovin a enzymů a nukleových kyselin.

Odkazy[editovat | editovat zdroj]

Logo Wikimedia Commons
Wikimedia Commons nabízí obrázky, zvuky či videa k tématu

Reference[editovat | editovat zdroj]

  1. a b KODÍČEK, Milan. Biochemické pojmy - výkladový slovník [online]. Vysoká škola chemicko-technologická v Praze, 2004, [cit. 2013-02-10]. Dostupné online.  
  2. a b LOUB, Josef. Krystalová struktura, symetrie a rentgenová difrakce. [s.l.] : SPN, 1987.  
  3. KRATOCHVÍL, Bohumil, et al. Co nabízí současná RTG strukturní analýza?. Chemické listy. 2008, roč. 102, čís. 10, s. 889–901. Dostupné online.  

Související články[editovat | editovat zdroj]