ОСНОВЫ РЕНТГЕНОСТРУКТУРНОГО АНАЛИЗА Основные методы рентгеноструктурного анализа

Основной недостаток полихроматического метода связан с тем, что все дифрагируемые кристаллом лучи рдг имеют разную длину волны, а это означает, что интенсивности дифракционных лучей в этом методе зависят не только от структуры кристалла, но и от распределения интенсивности по X в спектре первичного пучка. Последнее к тому же зависит от режима работы рентгеновской трубки. Эта и ряд других особенностей полихроматического метода резко сужают его возможности Б структурном анализе. Фактически он используется в основном для решения одной из побочных (предварительных) задач рентгеноструктурного анализа —для определения ориентации кристаллографических осей в исследуемом монокристалле. Такая задача возникает, во-первых, в тех случаях, когда исследуется обломок кристалла, не имеющий правильного габитуса, и, во-вторых, в тех случаях, когда для повышения прецизионности исследования кристаллу путем обкатки придается сферическая форма (см. гл. IV, 1 и гл. V, 4). Именно неподвижное положение исследуемого образца в камере Лауэ и делает полихроматический метод незаменимым для решения этой задачи. Ориентация кристаллографических осей находится по определенным правилам на основе расположения дифракционных пятен на пленке . [c.68]

Судя по опыту последних лет, постепенно развивается тенденция к комплексному решению структурно-аналитических задач с использованием в каждом случае того физико-химического метода, который дает наиболее эффективные результаты с наименьшей затратой времени и усилий. Для хорошо кристаллизующихся продуктов в качестве основного метода все чаще используется рентгеноструктурный анализ. Дальнейшее развитие этой тенденции в большой степени зависит от возможностей разработки упрощенной аппаратуры для автоматических структурных исследований на основе встроенных в дифрактометр (или сочлененных с ним) специализированных мини-ЭВМ. [c.137]

Основная часть сведений о геометрии молекул — длинах связей, валентных и торсионных углах — получена с помощью рентгеноструктурного анализа. Теория этого метода основана на использовании сложного математического аппарата. Поэтому в нашем курсе будет дано лишь описание природы явления, лежащего в основе этого метода — дифракции рентгеновских лучей на кристаллических решетках. [c.159]

Выводы, сделанные на основе исследования плотности кокса этим методом, не противоречат основным результатам рентгеноструктурного анализа, а также данным, полученным новыми современными методами исследования тонкой структуры коксов. Это объясняется тем, что величина и характер пористости коксов из различных нефтепродуктов, так же как и величина плотности, тесно связаны с природой исходного сырья, механизмом процесса коксования и последующими изменениями структуры углеродистого вещества при тепловом воздействии на кокс. Уже исследования текстуры нефтяных коксов, выполненные нами, показывают, что пространственное распределение плотной массы и микропор (при увеличении в 60—200 раз) довольно четко отражает различия в природе исходного сырья для коксования. [c.231]

Основные научные исследования посвящены теории дифракции рентгеновских лучей и рентгеноструктурному анализу. Независимо от русского кристаллофизика Ю. В. Вульфа установил (1913) соотношение между длиной волны рассеянных кристаллом рентгеновских лучей, величиной угла отклонения этих лучей после рассеяния и константами кристаллической решетки, лежащее в основе рентгеноспектрального анализа. Определил (1928) посредством рентгенографических методов строение силикатов. Совместно с Дж. Д. Берналом и Л. К- Полингом заложил (1946—1950) основы структурного анализа белка. Исследовал строение многих белковых тел. Был одним из инициаторов применения рентгеноструктурных методов для исследований в области молекулярной биологии. [c.83]

В течение последних лет рентгеноструктурный анализ кристаллов стал мощным инструментом исследования строения молекул. В настоящее время в связи с внедрением вычислительной техники изучение молекулярной структуры методом дифракции рентгеновских лучей является формально вычислительной процедурой. Практически же измерение дифракционной картины кристалла, а также решение и уточнение структуры не автоматизировано полностью. В большинстве случаев на основе рентгеновских данных можно быстро и точно рассчитать конформацию молекулы. Однако вычисление может не дать результата даже при отсутствии систематических ошибок в эксперименте, например, в случае неопределенной симметрии, двойниковых или разупорядоченных кристаллов. Тем не менее, рентгеноструктурный анализ является основным источником информации о структуре более или менее сложных молекул, и, следовательно, для химика важно владеть основными знаниями о методах рентгеновской кристаллографии [1, 2]. [c.238]

По прошествии более трех десятилетий со времени расшифровки структур миоглобина и гемоглобина рентгеноструктурный анализ все еще остается единственным прямым методом определения на атомном уровне пространственного строения белковых молекул, их комплексов и доменов. Полученные с его помощью данные по-прежнему служат незаменимой экспериментальной основой изучения структурно-функциональной организации молекул белков. В 1990-е годы этот метод, по-прежнему сохраняя высокий темп экстенсивного развития, позволил приступить к решению принципиально новых задач, представляющих первостепенный интерес для молекулярной биологии. Основная, если не единственная, причина наметившегося качественного роста возможностей кристаллографии белков связана с использованием вместо излучения рентгеновских трубок синхротронной радиации. [c.74]

Проблема определения точных значений параметров двойной спирали связана с тем, что все первоначальные значения были получены при изучении дифракции рентгеновских лучей на волокнах ДНК. По этим данным установлены основные характеристики, такие, как число пар оснований на виток, расстояние между соседними парами вдоль оси спирали. Однако этим методом нельзя определить положения отдельных атомов, как это делают, используя рентгеноструктурный анализ. Поэтому модель уточняют, согласуя расчетную картину дифракции рентгеновских лучей с экспериментальными данными. Теоретически на основе одних и тех же данных всегда можно построить разные модели. Дело в том, что модель удовлетворяет усредненным данным и, следовательно, в определенных областях структуры возможны вариации. Например, до сих пор мы говорили о ДНК как о длинной, жесткой двойной спирали, но мы знаем, что в действительности она должна быть свернута и плотно уложена, для того чтобы уместиться в клетке. При этом детали ее структуры могут изменяться. [c.29]

Молекулярная биология — наука, возникшая на стыке биологии и химии. Она изучает основные проявления жизни (обмен веществ, наследственность, раздражимость) на уровне строения и взаимодействия молекул, слагающих все частицы клетки. На основе последних достижений физики, химии, математики и других точных наук молекулярная биология использует новейшие методы исследований. К ним прежде всего относятся электронная микроскопия центрифугирование, рентгеноструктурный анализ, метод авторадиографии и др. [c.16]

Поскольку основным результатом изучаемых процессов является возникновение тех или иных дефектов кристаллической решетки или изменение их концентраций, то следует в первую очередь пользоваться теми методами, которые чувствуют эти изменения. К их числу прежде всего относится исследование характеристик самой люминесценции, так как они непосредственно связаны с изучаемыми дефектами. Наряду с этим используются также методы, в основе которых лежит исследование других структурно-чувствительных свойств, т. е. свойств, резко зависящих от природы и концентрации дефектов кристаллической решетки. Ими являются электрические, фотоэлектрические и магнитные свойства кристаллофосфоров. Изучение соответствующих характеристик люминофоров в зависимости от варьируемых препаративных условий дает возможность судить о характере и закономерностях протекающих процессов. Применение для этой цели классических физико-химиче-ских методов, использующих химический, рентгеноструктурный, термографический и т. п. методы анализа, может рассматриваться только как вспомогательное средство, дающее в ряде случаев полезную информацию, но не позволяющее, в силу малой концентрации оптически активных дефектов, непосредственно следить за [c.10]

Теория этих методов и их экспериментальное оформление достаточно сложны. В книге, которую вы держите в руках, дано элементарное изложение основных принципов молекулярной спектроскопии и рентгеноструктурного анализа. Оно поможет вам получить некоторое представление о сути физи-1 ческих процессов, лежащих в основе перечисленных выше методов, и о возможности их применения к рещеншю практик неских задач,. [c.4]

С давних пор было широко распространено представление, что основой глин является глинистое вещество или некий коллоидный комплекс из различных составляющих, которым приписывался аморфный характер. Позже некоторые исследователи стали считать, что глинистое вещество состоит пз каолинита, а различие в свойствах глин объясняли присутствием тех или других примесей. Лишь с появлением новых методов исследования, главным образом рентгеноструктурного и термографического анализов, было установлено, что основу большинства глинистых пород составляют различные глинистые материалы, находящиеся не в аморфном, а в кристаллическом состоянии, и что именно эти минералы придают те или другие основные свойства глинистым породам. К настоящему времени выявлено свыше десяти глинистых минералов, составляющих легкоплавкие глинистые породы. Наибольшее распространение имеют минералы следующих групп монтмориллонита, гидрослюд или иллита, хлорита, каолинита и вермикулита. [c.18]

Карбоксипептидазы А и В образуются при гидролизе трипсином соответствующих прокарбоксипептидазных предшественников, синтезируемых в поджелудочной железе [187J. Из этих двух ферментов более подробно изучена карбоксипептидаза А, и проведено ее детальное исследование методом рентгеноструктурного анализа [29, 188, 189]. Карбоксипептидаза А быка (КПА) представляет собой фермент, содержащий 307 аминокислот в единственной полипептидной цепи, которая прочно связывает 1 г-ион Zn(II) на 1 моль фермента. Необходимость Zn(ll) для ферментативной активности была впервые продемонстрирована тем, что КПА, свободная от иона металла, неактивна, но активность восстанавливается при добавлении Zn(II) [190, 191]. По-видимому, фермент, не содержащий металла, в основном сохраняет структурные свойства активной КПА [191]. Позже на основе данных рентгеноструктурного анализа [29] было четко установлено, что роль иона Zn(ll) при гидролизе пептидов заключается в связывании субстрата. При протеолизе фермент проявляет стереохимическую специфичность, отщепляя С-конце-вую аминокислоту от пептидной цепи только в том случае, если С-концевая карбоксильная группа свободна и если аминокислота имеет L-конфигурацию [192, 193]. Обычно наблюдается более высокая активность, если остаток С-концевой аминокислоты содержит ароматическую группу или разветвленную цепь [194]. [c.76]

Наиболее точные данные о расположении атомов в кристаллах можно непосредственно получить с помощью дифракционных методов — рентгеноструктурного анализа, нейтроцо- и электронографического методов. Эти методы основываются на измерении интенсивности пучков рентгеновских лучей, нейтронов или электронов, отраженных от различных плоскостей кристаллической решетки исследуемого вещества. Количество получаемых таким путем интенсивностей весьма велико для кристаллических структур средней сложности оно составляет несколько сотен, а для кристаллов белков достигает многих тысяч. Для получения информации о расположении атомов в кристалле на основе этих экспериментальных данных (полученных одним из методов) необходимы громоздкие и сложные вычисления. Однако широкое распространение вычислительных машин значительно облегчило труд кристаллографов и сделало возможным применение новых, более точных методов вычислений. В этой главе будут рассмотрены основные методь расчета, применяющиеся в современной кристаллографии, в том числе и программа вычислений, разработанная во Вроцлавском центре для счетной машины Эллиотт-803. [c.233]

Основные задачи выделение в индивидуальном состоя -нии изучаемых соединений с помощью кристаллизации, перегонки, различных видов хроматографии, электрофореза, ультрафильтра-цни, ультрацентрнфугирования, противоточного распределения и т. п. установление структуры, включая пространственное строение, на основе подходов органической и физико-органической химии с применением масс-спектрометрии, различных видов оптической спектроскопии (ИК, УФ, лазерной и др.), рентгеноструктурного анализа, ядерного магнитного резонанса, электронного парамагнитного резонанса, дисперсии оптического вращения и кругового дихроизма, методов быстрой кинетики и т. п. в сочетании с расчетами на ЭВМ химический синтез и химическая модификация изучаемых соединений, включая полный синтез, синтез аналогов и производных,— с целью подтверждения структуры, выяснения связи строения и биологической функции, получения практически ценных препаратов биологическое тестирование полученных соединений in vilro и in vivo. [c.11]

В трехтомном издании, написанном учеными из США, на самом современном уровне изложены основные представления о биологических макромолекулах и методах исследования их структуры и функций. Второй том посвяшен теоретическим основам физических и физико-химических метойов изучения структуры биологических полимеров н ин терпретации полученных данных. Рассмотрены абсорбционная спектроскопия, спектрополяриметрия, флуоресцентная спектроскопия, спектроскопия комбинационного рассеяния, ядерный магнитный резонанс, некоторые вилы электронной микроскопии, ультраиентрнфугирование. вискозиметрия и электрофорез в гелях особенно подробно описан рентгеноструктурный анализ. [c.4]