Röntgenkristallografi
Röntgenkristallografi är ett sätt att se en molekyls tredimensionella struktur. Elektronmolnet i en atom böjer röntgenstrålarna något. Detta ger en "bild" av molekylen som kan ses på en skärm. Det kan användas för både organiska och oorganiska molekyler. Provet förstörs inte under processen.
Tekniken uppfanns gemensamt av Sir William Bragg (1862-1942) och hans son Sir Lawrence Bragg (1890-1971). De fick Nobelpriset i fysik 1915. Lawrence Bragg är den yngste som har blivit Nobelpristagare. Han var chef för Cavendish Laboratory vid Cambridge University när James D. Watson , Francis Crick , Maurice Wilkins och Rosalind Franklin upptäckte DNA:s struktur i februari 1953.
Den äldsta metoden för röntgenkristallografi är röntgendiffraktion (XRD). Röntgenstrålar avfyras mot en enskild kristall och det sätt på vilket de sprids ger ett mönster. Dessa mönster används för att räkna ut hur atomerna i kristallen är placerade.
Ett röntgendiffraktionsmönster av ett kristalliserat enzym. Mönstret av fläckar (reflektioner) och den relativa styrkan hos varje fläck (intensitet) används för att räkna ut enzymets struktur.
Ett röntgendiffraktionsmönster av ett kristalliserat enzym. Mönstret av fläckar (reflektioner) och den relativa styrkan hos varje fläck (intensitet) används för att räkna ut enzymets struktur.
Röntgenanalys av kristaller
Kristaller är regelbundna arrayer av atomer, vilket innebär att atomerna upprepas om och om igen i alla tre dimensioner. Röntgenstrålar är vågor av elektromagnetisk strålning. När röntgenstrålar möter atomer gör elektronerna i atomerna att röntgenstrålarna sprids i alla riktningar. Eftersom röntgenstrålarna sänds ut i alla riktningar ger en röntgenstråle som träffar en elektron upphov till sekundära sfäriska vågor som utgår från elektronen. Elektronen kallas för spridaren. En regelbunden grupp av spridare (här det upprepade mönstret av atomer i kristallen) ger upphov till en regelbunden grupp sfäriska vågor. Även om dessa vågor upphäver varandra i de flesta riktningar, summeras de i några specifika riktningar, som bestäms av Braggs lag:
2 d sin θ = n λ {\displaystyle 2d\sin \theta =n\lambda } 
Här är d avståndet mellan de diffrakterande planen, θ {\displaystyle \theta }
den infallande vinkeln, n ett heltal och λ strålens våglängd. Dessa specifika riktningar visas som fläckar i diffraktionsmönstret som kallas reflektioner. Röntgendiffraktion är alltså resultatet av att en elektromagnetisk våg (röntgenstrålen) träffar en regelbunden grupp av spridare (det upprepade arrangemanget av atomer i kristallen).
Den inkommande strålen (från övre vänster) får varje spridare (t.ex. en elektron) att återstråla en del av sin energi som en sfärisk våg. Om atomerna är anordnade symmetriskt med ett avstånd d, kommer dessa sfäriska vågor att adderas endast där deras skillnad i väglängd 2d sin θ är lika med en multipel av våglängden λ. I det fallet uppstår en reflektionsplats i diffraktionsmönstret.
Röntgenanalys av kristaller
Kristaller är regelbundna arrayer av atomer, vilket innebär att atomerna upprepas om och om igen i alla tre dimensioner. Röntgenstrålar är vågor av elektromagnetisk strålning. När röntgenstrålar möter atomer gör elektronerna i atomerna att röntgenstrålarna sprids i alla riktningar. Eftersom röntgenstrålarna sänds ut i alla riktningar ger en röntgenstråle som träffar en elektron upphov till sekundära sfäriska vågor som utgår från elektronen. Elektronen kallas för spridaren. En regelbunden grupp av spridare (här det upprepade mönstret av atomer i kristallen) ger upphov till en regelbunden grupp sfäriska vågor. Även om dessa vågor upphäver varandra i de flesta riktningar, summeras de i några specifika riktningar, som bestäms av Braggs lag:
2 d sin θ = n λ {\displaystyle 2d\sin \theta =n\lambda }
Här är d avståndet mellan de diffrakterande planen, θ {\displaystyle \theta } den infallande vinkeln, n ett heltal och λ strålens våglängd. Dessa specifika riktningar visas som fläckar i diffraktionsmönstret som kallas reflektioner. Röntgendiffraktion är alltså resultatet av att en elektromagnetisk våg (röntgenstrålen) träffar en regelbunden grupp av spridare (det upprepade arrangemanget av atomer i kristallen).
Den inkommande strålen (från övre vänster) får varje spridare (t.ex. en elektron) att återstråla en del av sin energi som en sfärisk våg. Om atomerna är anordnade symmetriskt med ett avstånd d, kommer dessa sfäriska vågor att adderas endast där deras skillnad i väglängd 2d sin θ är lika med en multipel av våglängden λ. I det fallet uppstår en reflektionsplats i diffraktionsmönstret.
Relaterade sidor
Relaterade sidor
Frågor och svar
F: Vad är röntgenkristallografi?
S: Röntgenkristallografi är en teknik som används för att se den tredimensionella strukturen hos en molekyl, som skapar en bild på en skärm genom att böja röntgenstrålar från elektronmolnet i en atom.
F: Kan röntgenkristallografi användas för både organiska och oorganiska molekyler?
S: Ja, röntgenkristallografi kan användas för att studera både organiska och oorganiska molekyler.
F: Vilka är uppfinnarna av röntgenkristallografi?
S: Sir William Bragg och hans son Sir Lawrence Bragg uppfann tillsammans röntgenkristallografi och vann Nobelpriset i fysik 1915 för sin upptäckt.
F: Vilken är den äldsta metoden för röntgenkristallografi?
S: Den äldsta metoden för röntgenkristallografi är röntgendiffraktion (XRD), där röntgenstrålar skjuts mot en enkelkristall för att producera ett mönster som kan användas för att bestämma atomernas arrangemang inuti kristallen.
F: Förstördes provet under röntgenkristallografiprocessen?
S: Nej, provet förstörs inte under röntgenkristallografiprocessen.
F: Vem var chef för Cavendish Laboratory när upptäckten av DNA-strukturen gjordes?
S: Sir Lawrence Bragg var chef för Cavendish Laboratory, Cambridge University, när James D. Watson, Francis Crick, Maurice Wilkins och Rosalind Franklin upptäckte DNA-strukturen i februari 1953.
F: Vem är den yngste Nobelpristagaren i fysik?
S: Sir Lawrence Bragg är den yngste Nobelpristagaren i fysik. Han fick priset 1915 för sin gemensamma upptäckt av röntgenkristallografi tillsammans med sin far Sir William Bragg.
