Рентгенівський структурний аналіз в медико-біологічних дослідженнях

Рентгенівський структурний аналіз - це метод дослід­ження атомної будови речовини шляхом експерименталь­ного вивчення дифракції рентгенівських променів в цій речовині.

Як відомо, рентгенівські промені - це електромагнітні хвилі довжиною порядку Атоми в кристалах

розміщені один від одного приблизно на такій же відстані, та й розмір (діаметр) атома того ж порядку. Падаючи на кристал, рентгенівські промені розсіюються атомами (вузлами) кристалічної решітки. Розсіяні рентгенівські промені інтерферують між собою так, що в одних напрям­ках виникають максимуми інтенсивності розсіяних хвиль, а в інших - спостерігається їх повне погашення. Це явище, що об'єднує розсіяння і наступну інтерференцію хвиль, називають дифракцією рентгенівських променів.

Як згадувалося в параграфі 8.4.1, Вульф і Брегг в 1913 р. запропонували розглядати явище дифракції як відбивання рентгенівських променів від атомних площин кристалу. Така інтерпретація дифракції чисто умовна і не пояснює природи явища, але вона спрощує його тлумачення. Розглядаючи дифракцію рентгенівських променів, як відбивання від атомних площин, Вульф і Брегг вивели формулу (8.33) - одне з основних співвідношень, що описують положення дифракційних максимумів.

Формула Вульфа-Брегга вказує на селективність (ви­бірковість) появи відбитих рентгенівських променів. Якщо для оптичних променів неперервно змінювати кут між дзеркалом і первинним променем, то відбитий промінь буде дуже мало змінювати свою інтенсивність. Для рентгенів­ських променів відбиті промені будуть поширюватися тільки при певних кутах ковзання 9 (див. рис. 8.10). У цьому полягає різниця між відбиванням рентгенівських променів від атомних площин кристалу і відбиванням оптичних променів від дзеркала.

Після з'ясування просторової будови білка міоглобіну були отримані рентгенівські знімки кристалічних білків. Лауреат Нобелевської премії Д. Ходжкін провела рентгено-структурний аналіз пеніциліну. Під її керівництвом була також визначена дуже складна просторова атомна структура білкового гормону - інсуліну. Рентгеноструктурні дослід­ження будови складних біологічно активних молекул крис­талів дають змогу встановити зв'язок між біологічною функцією молекули і її будовою.