Малоугловое рассеяние рентгеновских лучей ( SAXS ) представляет собой метод малоуглового рассеяния , с помощью которого можно количественно определить наномасштабные различия плотности в образце. Это означает, что он может определять распределение наночастиц по размерам, разрешать размер и форму (монодисперсных) макромолекул , определять размеры пор, характерные расстояния частично упорядоченных материалов и многое другое. Это достигается путем анализа поведения упругого рассеяния рентгеновских лучей при прохождении через материал, регистрации их рассеяния под малыми углами (обычно 0,1–10 °, отсюда и «малый угол» в его названии). Он принадлежит к семейству методов малоуглового рассеяния (SAS) наряду с малоугловым рассеянием нейтронов., и обычно делается с использованием жесткого рентгеновского излучения с длиной волны 0,07–0,2 нм . [ необходимо уточнение ] . В зависимости от углового диапазона, в котором может быть зарегистрирован четкий сигнал рассеяния, SAXS способен предоставлять структурную информацию с размерами от 1 до 100 нм и повторяющимися расстояниями в частично упорядоченных системах до 150 нм. [1] USAXS (рассеяние рентгеновских лучей со сверхмалыми углами) может разрешать даже большие размеры, [2] [3] [4] , поскольку чем меньше зарегистрированный угол, тем больше размеры исследуемого объекта.
SAXS и USAXS относятся к семейству методов рассеяния рентгеновских лучей , которые используются для характеристики материалов. В случае биологических макромолекул, таких как белки , преимущество SAXS перед кристаллографией заключается в том, что кристаллический образец не требуется. Кроме того, свойства SAXS позволяют исследовать конформационное разнообразие этих молекул. [5] Методы спектроскопии ядерного магнитного резонанса сталкиваются с проблемами при работе с макромолекулами с более высокой молекулярной массой (> 30–40 кДа ). Однако из-за случайной ориентации растворенных или частично упорядоченных молекул пространственное усреднение приводит к потере информации в МУРР по сравнению с кристаллографией.
SAXS используется для определения микромасштабной или наномасштабной структуры систем частиц с точки зрения таких параметров, как усредненные размеры частиц, формы, распределение и отношение поверхности к объему. [6] [7] [8] [9] Материалы могут быть твердыми или жидкими и могут содержать твердые, жидкие или газообразные домены (так называемые частицы) того же или другого материала в любой комбинации. Можно изучать не только частицы, но и структуру упорядоченных систем, таких как ламели и фракталоподобные материалы. Этот метод является точным, неразрушающим и обычно требует минимальной подготовки образца. Области применения очень широки и включают коллоиды [10] , [11] ,[12] , [13] всех типов, включая интерполиэлектролитные комплексы, [14] , [15] , [16] мицеллы , [17] , [18] , [19] , [20] , [21] микрогели, [22 ] липосомы , [23] , [24] , [25] полимерсомы , [26] , [27] металлы, цемент, масло, полимеры , [28] , [29] , [30] , [31] пластмассы, белки ,[32] , [33] продукты питания и фармацевтические препараты , и их можно найти в исследованиях, а также в контроле качества. Источником рентгеновского излучения может быть лабораторный источник или синхротронный свет , обеспечивающий более высокий поток рентгеновского излучения .