清华大学-蛋白质晶体学课件-8.pdfVIP

同步辐射X-衍射技术 当速度接近光速的带电粒子在磁场中作圆周运动时， 会沿着偏转轨道切线方向发射连续谱的电磁波。1947年人 类在电子同步加速器上首次观测到这种电磁波，并称其为 同步辐射，后来又称为同步辐射光源 （Synchrotron)。同 步辐射最初是作为电子同步加速器的有害物而加以研究的， 后来成为一种从红外到硬X-射线范围内有着广泛应用的高 性能光源。 常用的X射线发生方法 同步辐射 储存环 (storage ring) 粒子轨迹(particle trajectory) 通常有三种类型的磁铁装置： 1.bending magnet （弯铁） 2. Wiggler （扭摆器） 3. Undulator （波荡器） 来自插入件(the inserted devices, e.g. wiggler or undulator)的辐射 其强度比来自弯铁的辐射更高。 同步辐射 同步辐射应用于蛋白质晶体学研究时的主要优点 1。强度（Intensity） 对于X射线衍射来说，同步辐射的最主要优点就是高 强度。若使用的是弯铁（a bending magnet ），其强度 至少比普通X射线管发生的X射线的强度高两个数量级； 若使用的是多极wiggler （multipole wiggler ）或 undulator，其强度将再提高几个数量级。这种高强度 对于非常小的蛋白质晶体非常有利。 同步辐射 同步辐射应用于蛋白质晶体学研究时的主要优点 2。光束的低发散性（The low divergence of the beam），将产生更锐利的衍射斑点，对于具有极端大 的单位晶胞的大分子晶体特别有利。 同步辐射 同步辐射应用于蛋白质晶体学研究时的主要优点 3。波长的可调谐性（Tunability ） 可以使用单色器挑选出由于所需要波长的X射线。通 常用于多波长反常色散法（Multiple wavelength anomalous dispersion, MAD ）和Laue衍射法（使用“白 色”X射线）。某些X射线探测器对短波长的X射线更敏 感。此外，使用短波长的X射线可以减少样品的吸收效 应和辐射衰减效应。例如，使用波长1Å左右的X射线比 1.5 Å 的波长更有优越性。 同步辐射 同步辐射应用于蛋白质晶体学研究时的主要优点 4 。时间分辨（time-resolved）蛋白质晶体学 利用Laue法在极短的时间间隔内收集多套相对完整的 衍射数据。 入射X射线的单色、准直和聚焦 Monochromatization Collimation Focusing 上海光源 SSRF，能量3.5GeV 直线加速器（LINAC） 增强器 （Booster） 储层环（Storage ring ） 线站（Beamline） BL17U X射线的探测 记录装置种类 计数器（Single photon counter ） 胶片（Photographic film） 多丝面探测器（Multiple-wire area detector ） 象板探测器（Image Plate） CCD （Charged Coupled Device ） X射线的探测－－象板探测器（Image Plate） Crystalline phosphorescent materia