Tinh thể hóa

Thu thập dữ liệu

Treo tinh thể lên

Minh họa cho thấy chuyển động của máy đo góc kết kappa 4 chu kì. Việc quay quanh một trong 4 góc bất kì φ, κ, ω và 2θ giúp đưa rõ tinh thể ra trước chùm tia X (màu cam), và đổi hướng cho phép nhiều không gian tương hỗ được quan sát. Cuối cùng, bộ nhận dạng (màu tía với màn hình đen) có thể điều chỉnh gần hoặc xa tinh thể, cho phép có thể chỉnh độ phân giải cao (nếu gần) hoặc nhìn thấy tốt hơn các đỉnh Bragg (nếu ở xa).

Vì cả tinh thể và chùm tia là rất nhỏ, nên tinh thể phải đặt ở giữa chùm tia với độ chính xác trong khoảng 25 microns, nhờ sự hỗ trợ của một camera được hội tụ ở tinh thể. Loại đo góc kế phổ dụng nhất là "kappa goniometer", loại thường có 3 góc xoay: góc ω, xoay quanh trục gần như vuông góc với chùm tia; góc κ, quay quanh trục vào khoảng 50° so với trục ω; và góc φ quay quanh trục mao dẫn (loop/capillary axis). Khi góc κ là zero, thì các trục ω và φ trùng khớp.

Nguồn tia X

Nguồn tia X sáng nhất và hữu ích nhất là Xincrotron; độ sáng cao cho phép tạo ra độ phân giải cao. Nó cũng dễ điều chỉnh bước sóng của tia xạ. Các máy Xincrotron là tài sản quốc gia, mỗi thiết bị tương ứng với một dòng tia nơi dữ liệu được thu thập liên tục.

Nhiễu xạ kế

Các nguồn tia X nhỏ hơn và yếu hơn thì thường được dùng trong các phòng TN để kiểm tra chát lượng tinh thể trước khi đem đến các máy Xinchrotron.

Ghi lại các nhiễu xạ

Một mẫu nhiễu xạ tia X của một enzyme được tinh thể hóa. Mẫu tạo bởi các chấm đen (gọi là nhiễu xạ) có thể được dùng để xây dựng lại cấu trúc của enzyme đó.

Khi một tinh thể được treo lên máy đo góc và được chiếu vào bằng chùm tia X cực mạnh ở phía trước, nó sẽ làm phát tán chùm tia X đó và tạo ra mẫu các điểm đen hay là nhiễu xạ mà có thể được quan sát thông qua màn hình nằm phía sau tinh thể. Cường độ mạnh yếu khác nhau của tia phản xạ có thể cho ta biết được sự sắp xếp của các phân tử bên trong tinh thể ở mức nguyên tử. Cường độ này được đo đạc dựa vào phim nhiếp ảnh, một bộ nhận dạng diện tích (area detector) hay thiết bị cảm ứng hình cảnh charge-coupled device (CCD). Đỉnh có góc nhỏ sẽ tương ứng với dữ liệu có độ phân giải thấp, trong khi đỉnh (peak) có góc cao sẽ cho ra dữ liệu có độ phân giải cao.

Một hình ảnh các điểm (spot) thì không đủ để xây dựng lại toàn bộ cấu trúc tinh thể; nó chỉ là một lát nhỏ trong toàn bộ biến đổi Fourier. Để thu thập mọi thông tin cần thiết, tinh thể phải được xoay từng bước cho đến hết một góc 180°, với mỗi ảnh sẽ được lưu lại tại mỗi bước. Tuy nhiên, vì tinh thể có tính đối xứng cao, nên có thể dùng một góc xoay nhỏ hơn, như 90° hay 45°. Trục xoay cũng nên được đổi ít nhất 1 lần, để tránh việc phát triển các điểm mù (blind spot). Thông thừong nên lắc cho tinh thể dịch đôi chút (cỡ 0.5-2°).