O espalhamento de raios X de pequeno ângulo (SAXS) é um dos métodos importantes para analisar as mudanças estruturais e estruturais de macromoléculas biológicas em solução. Pequeno ânguloRaio Xo espalhamento é comumente usado para investigar o dobramento, interação e flexibilidade de proteínas, bem como para estudar a estrutura de complexos macromoleculares e sua resposta estrutural a mudanças nas condições externas. A resolução espacial do SAXS é geralmente na casa das dezenas de angstroms. Em comparação com outros métodos de caracterização (como cristalografia macromolecular, espectroscopia de ressonância magnética nuclear ou microscopia crioeletrônica), a resolução mais baixa pode obter principalmente a forma e o tamanho das partículas. Em dispositivos modernos de radiação síncrotron, estações de linha dedicadas para espalhamento de ângulo pequeno são capazes de adquirir dados de alta qualidade em poucos milissegundos, tornando possíveis experimentos resolvidos no tempo, além dos experimentos convencionais.

Raio X de pequeno ânguloexperimentos de espalhamento podem ser realizados em soluções diluídas e geralmente não requerem preparação especial de amostra. Para o estudo estrutural da análise de forma, a solução geralmente precisa ser altamente purificada e monodispersa, mas não precisa ser congelada e cristalizada. O SAXS é, portanto, muito prático para triagem de análises de alto rendimento sob diferentes condições de solução. As informações obtidas pelo SAXS também podem ser complementares a outras técnicas de caracterização estrutural, por isso são muito importantes na série abrangente de testes de caracterização, que muitas vezes podem obter informações abrangentes e precisas sobre sistemas macromoleculares.

No teste SAXS, um teste monocromático e altamente colimado Feixe de raios Xé espalhado por grandes moléculas dissolvidas no solvente após passar pela amostra. Essas moléculas geralmente não têm um arranjo periódico estático e ordenado, como acontece nos cristais, mas são distribuídas aleatoriamente e direcionalmente no solvente. Portanto, os raios X espalhados produzirão um sinal difuso próximo ao feixe principal, em vez de um sinal de difração nítido como uma amostra cristalina. A distribuição angular da intensidade de espalhamento de pequeno ângulo está diretamente relacionada à estrutura global da partícula, que pode ser usada para determinar as informações da estrutura. Se a amostra for uma solução diluída de partículas sob condições padrão, o padrão de dispersão é isotrópico, ou seja, o azimute é calculado em média.

O sinal espalhado de pequeno ângulo registrado pelodetectorcontém não apenas o sinal disperso da macromolécula, mas também o sinal do solvente, do dispositivo de amostra e do instrumento SAXS. Assim, subtraindo o sinal espalhado da solução tampão, ou seja, subtraindo-o da curva de intensidade normalizada da solução amostral, o sinal espalhado das biomacromoléculas dissolvidas no solvente, denotado como I(s), pode ser obtido de a dispersão deraios Xpelas partículas e suas cascas hidratadas. A intensidade de espalhamento é expressa pela equação vetorial s=4πsinθ/λ, onde λ é o comprimento de onda do raio X incidente e 2θ é o ângulo de espalhamento.

Para soluções diluídas (as concentrações de partículas são geralmente inferiores a 1%), geralmente não há interação entre as partículas, portanto, diferentes intensidades de espalhamento (fatores de forma) estão relacionadas à estrutura das próprias partículas. Para soluções altamente concentradas, interações intermoleculares adicionais também podem ser refletidas em sinais dispersos de pequeno ângulo (chamados fatores estruturais), que refletem principalmente o acoplamento de partículas em diferentes locais. A contribuição de fatores estruturais para o sinal espalhado, geralmente refletido na região do pequeno ângulo da curva de espalhamento, pode ser usada para estudar a interação entre partículas. Mas este efeito precisa ser removido se quisermos estudar informações sobre a estrutura das partículas. Em estudos estruturais, a concentração da solução geralmente precisa ser baixa o suficiente para que a contribuição do fator estrutural seja insignificante, mas uma certa concentração precisa ser garantida para obter um sinal disperso suficientemente forte. A abordagem usual é testar em diferentes concentrações de solução de amostra e depois extrapolar para soluções infinitamente diluídas.