La dispersión de rayos X de ángulo pequeño (SAXS) es uno de los métodos importantes para analizar los cambios estructurales y estructurales de las macromoléculas biológicas en solución. ángulo pequeñoradiografíaLa dispersión se usa comúnmente para investigar el plegamiento, la interacción y la flexibilidad de proteínas, así como para estudiar la estructura de complejos macromoleculares y su respuesta estructural a cambios en las condiciones externas. La resolución espacial de SAXS es generalmente de decenas de angstroms. En comparación con otros métodos de caracterización (como la cristalografía macromolecular, la espectroscopia de resonancia magnética nuclear o la microscopía crioelectrónica), la resolución más baja puede obtener principalmente la forma y el tamaño de las partículas. En los modernos dispositivos de radiación sincrotrón, las estaciones de línea dedicadas a la dispersión de ángulos pequeños pueden adquirir datos de alta calidad en unos pocos milisegundos, lo que hace posible, además de los experimentos convencionales, realizar experimentos resueltos en el tiempo.
Radiografía de ángulo pequeñoLos experimentos de dispersión se pueden realizar en soluciones diluidas y normalmente no requieren una preparación especial de la muestra. Para el estudio estructural del análisis de forma, la solución generalmente debe estar altamente purificada y monodispersa, pero no es necesario congelarla ni cristalizarla. Por lo tanto, SAXS es muy práctico para la detección de análisis de alto rendimiento en diferentes condiciones de solución. La información obtenida por SAXS también puede ser complementaria a otras técnicas de caracterización estructural, por lo que es muy importante en la serie completa de pruebas de caracterización, que a menudo pueden obtener información completa y precisa sobre los sistemas macromoleculares.
En la prueba SAXS, un monocromático, altamente colimado haz de rayos xes dispersado por moléculas grandes disueltas en el disolvente después de pasar a través de la muestra. Estas moléculas generalmente no tienen una disposición periódica estática y ordenada, como ocurre en los cristales, sino que se distribuyen de manera aleatoria y direccional en el solvente. Por lo tanto, los rayos X dispersos producirán una señal difusa cerca del haz principal, en lugar de una señal de difracción aguda como una muestra cristalina. La distribución angular de la intensidad de dispersión de ángulos pequeños está directamente relacionada con la estructura global de las partículas, que puede usarse para determinar la información de la estructura. Si la muestra es una solución de partículas diluida en condiciones estándar, el patrón de dispersión es isotrópico, es decir, se promedia el acimut.
La señal dispersa de ángulo pequeño registrada por eldetectorcontiene no solo la señal dispersada de la macromolécula, sino también la señal del disolvente, el dispositivo de muestra y el instrumento SAXS. Así, al restar la señal dispersa de la solución tampón, es decir, al restarla de la curva de intensidad normalizada de la solución de muestra, la señal dispersa de las biomacromoléculas disueltas en el disolvente, denotada como I(s), se puede obtener de la dispersión deRayos Xpor las partículas y sus capas hidratadas. La intensidad de dispersión se expresa mediante la ecuación vectorial s=4πsenθ/λ, donde λ es la longitud de onda de los rayos X incidentes y 2θ es el ángulo de dispersión.
Para soluciones diluidas (las concentraciones de partículas suelen ser inferiores al 1%), normalmente no hay interacción entre las partículas, por lo que las diferentes intensidades de dispersión (factores de forma) están relacionadas con la estructura de las propias partículas. Para soluciones altamente concentradas, las interacciones intermoleculares adicionales también pueden reflejarse en señales dispersas de ángulo pequeño (llamadas factores estructurales), que reflejan principalmente el acoplamiento de partículas en diferentes ubicaciones. La contribución de los factores estructurales a la señal dispersada, normalmente reflejada en la pequeña región del ángulo de la curva de dispersión, puede utilizarse para estudiar la interacción entre partículas. Pero es necesario eliminar este efecto si se quiere estudiar información sobre la estructura de las partículas. En estudios estructurales, Por lo general, la concentración de la solución debe ser lo suficientemente baja como para que la contribución del factor estructural sea insignificante, pero es necesario garantizar una cierta concentración para obtener una señal dispersada lo suficientemente fuerte. El enfoque habitual es realizar pruebas en diferentes concentraciones de solución de muestra y luego extrapolar a soluciones infinitamente diluidas.