Малоугловое рентгеновское рассеяние (МУРР) является одним из важных методов анализа структурных и структурных изменений биологических макромолекул в растворе. Малый уголРентгеновскийРассеяние обычно используется для исследования сворачивания, взаимодействия и гибкости белков, а также для изучения структуры макромолекулярных комплексов и их структурной реакции на изменения внешних условий. Пространственное разрешение САКС обычно составляет десятки ангстрем. По сравнению с другими методами определения характеристик (такими как макромолекулярная кристаллография, спектроскопия ядерного магнитного резонанса или криоэлектронная микроскопия), более низкое разрешение позволяет в основном получить форму и размер частиц. В современных устройствах синхротронного излучения выделенные линейные станции для рассеяния под малыми углами способны получать высококачественные данные за несколько миллисекунд, что делает возможным проведение экспериментов с временным разрешением в дополнение к обычным экспериментам.
Малоугловой рентгенэксперименты по рассеянию можно проводить в разбавленных растворах и обычно не требуют специальной подготовки проб. Для структурного исследования анализа формы раствор обычно должен быть высокоочищенным и монодисперсным, но не требует замораживания и кристаллизации. Таким образом, САКС очень удобен для высокопроизводительного скрининга анализов в различных условиях растворов. Информация, полученная с помощью САКС, также может дополнять другие методы структурной характеристики, поэтому она очень важна в комплексной серии характеристических тестов, которые часто позволяют получить исчерпывающую и точную информацию о макромолекулярных системах.
В тесте САКС монохроматический, сильно коллимированный Рентгеновский лучрассеивается крупными молекулами, растворенными в растворителе после прохождения через образец. Эти молекулы обычно не имеют упорядоченного статического периодического расположения, как в кристаллах, а распределены в растворителе хаотично и направленно. Таким образом, рассеянные рентгеновские лучи будут создавать диффузный сигнал вблизи главного луча, а не резкий дифракционный сигнал, как в кристаллическом образце. Угловое распределение интенсивности рассеяния под малыми углами напрямую связано с глобальной структурой частиц, которую можно использовать для определения информации о структуре. Если образец представляет собой разбавленный раствор частиц в стандартных условиях, картина рассеяния является изотропной, т.е. азимут усредняется.
Малоугловый рассеянный сигнал, регистрируемыйдетекторсодержит не только рассеянный сигнал от макромолекулы, но также сигнал растворителя, устройства для образца и прибора САКС. Таким образом, вычитая рассеянный сигнал буферного раствора, то есть вычитая его из нормированной кривой интенсивности раствора образца, можно получить рассеянный сигнал от растворенных в растворителе биомакромолекул, обозначенный как I(s), из выражения рассеяниеРентгеновские лучичастицами и их гидратными оболочками. Интенсивность рассеяния выражается векторным уравнением s=4πsinθ/λ, где λ — длина волны падающего рентгеновского излучения, а 2θ — угол рассеяния.
Для разбавленных растворов (концентрации частиц обычно менее 1%) взаимодействие между частицами обычно отсутствует, поэтому различная интенсивность рассеяния (формфакторы) связана со строением самих частиц. Для высококонцентрированных растворов дополнительные межмолекулярные взаимодействия могут также отражаться в малоугловых рассеянных сигналах (называемых структурными факторами), которые в основном отражают взаимодействие частиц в разных местах. Вклад структурных факторов в рассеянный сигнал, обычно отражаемый в области малых углов кривой рассеяния, может быть использован для изучения взаимодействия между частицами. Но этот эффект необходимо устранить, если нужно изучить информацию о структуре частиц. В структурных исследованиях концентрация раствора обычно должна быть достаточно низкой, чтобы вклад структурного фактора был незначительным, но необходимо гарантировать определенную концентрацию, чтобы получить достаточно сильный рассеянный сигнал. Обычный подход заключается в проведении испытаний при различных концентрациях раствора образца, а затем экстраполяции на бесконечно разбавленные растворы.