Lo scattering di raggi X a piccolo angolo (SAXS) è uno dei metodi importanti per analizzare i cambiamenti strutturali e strutturali delle macromolecole biologiche in soluzione. Piccolo angoloraggi Xlo scattering è comunemente usato per studiare il ripiegamento, l'interazione e la flessibilità delle proteine, nonché per studiare la struttura dei complessi macromolecolari e la loro risposta strutturale ai cambiamenti delle condizioni esterne. La risoluzione spaziale di SAXS è generalmente dell'ordine delle decine di angstrom. Rispetto ad altri metodi di caratterizzazione (come la cristallografia macromolecolare, la spettroscopia di risonanza magnetica nucleare o la microscopia crioelettronica), la risoluzione inferiore può ottenere principalmente la forma e la dimensione delle particelle. Nei moderni dispositivi di radiazione di sincrotrone, stazioni di linea dedicate per la diffusione a piccolo angolo sono in grado di acquisire dati di alta qualità in pochi millisecondi, rendendo così possibili esperimenti risolti nel tempo oltre agli esperimenti convenzionali.
Radiografia a piccolo angologli esperimenti di scattering possono essere eseguiti in soluzioni diluite e solitamente non richiedono una preparazione speciale del campione. Per lo studio strutturale dell'analisi della forma, la soluzione generalmente deve essere altamente purificata e monodispersa, ma non è necessario che sia congelata e cristallizzata. SAXS è quindi molto pratico per lo screening ad alto rendimento delle analisi in diverse condizioni di soluzione. Le informazioni ottenute da SAXS possono anche essere complementari ad altre tecniche di caratterizzazione strutturale, quindi sono molto importanti nella serie completa di test di caratterizzazione, che spesso possono ottenere informazioni complete e accurate sui sistemi macromolecolari.
Nel test SAXS, un monocromatico, altamente collimato Fascio di raggi Xviene disperso dalle grandi molecole disciolte nel solvente dopo aver attraversato il campione. Queste molecole di solito non hanno una disposizione periodica ordinata e statica, come nei cristalli, ma sono distribuite in modo casuale e direzionale nel solvente. Quindi i raggi X diffusi produrranno un segnale diffuso vicino al raggio principale, piuttosto che un segnale di diffrazione netto come un campione cristallino. La distribuzione angolare dell'intensità di scattering ad angolo piccolo è direttamente correlata alla struttura globale delle particelle, che può essere utilizzata per determinare le informazioni sulla struttura. Se il campione è una soluzione di particelle diluita in condizioni standard, il modello di diffusione è isotropo, ovvero viene calcolata la media dell'azimut.
Il segnale diffuso a piccolo angolo registrato dalrivelatorecontiene non solo il segnale diffuso dalla macromolecola, ma anche il segnale del solvente, del dispositivo campione e dello strumento SAXS. Quindi, sottraendo il segnale diffuso della soluzione tampone, cioè sottraendolo dalla curva di intensità normalizzata della soluzione campione, si può ottenere il segnale diffuso dalle biomacromolecole disciolte nel solvente, indicato con I(s), da la dispersione diRaggi Xdalle particelle e dai loro gusci idratati. L'intensità di scattering è espressa dall'equazione vettoriale s=4πsinθ/λ, dove λ è la lunghezza d'onda del raggio X incidente e 2θ è l'angolo di scattering.
Per le soluzioni diluite (le concentrazioni di particelle sono solitamente inferiori all'1%), solitamente non c'è interazione tra le particelle, quindi diverse intensità di scattering (fattori di forma) sono correlate alla struttura delle particelle stesse. Per soluzioni altamente concentrate, ulteriori interazioni intermolecolari possono anche riflettersi in segnali diffusi a piccolo angolo (chiamati fattori strutturali), che riflettono principalmente l'accoppiamento di particelle in posizioni diverse. Il contributo dei fattori strutturali al segnale diffuso, solitamente riflesso nella piccola regione dell'angolo della curva di diffusione, può essere utilizzato per studiare l'interazione tra le particelle. Ma questo effetto deve essere eliminato se si vogliono studiare le informazioni sulla struttura delle particelle. Negli studi strutturali, la concentrazione della soluzione di solito deve essere sufficientemente bassa da rendere trascurabile il contributo del fattore strutturale, ma è necessario garantire una certa concentrazione per ottenere un segnale diffuso sufficientemente forte. L'approccio usuale consiste nel testare a diverse concentrazioni della soluzione campione e quindi estrapolare le soluzioni diluite all'infinito.