Rentgenová a elektronová strukturní analýza biomolekul a makromolekul

Sylabus

Vztah struktury a vlastností (struktura a biologická aktivita) a význam tohoto vztahu pro predikci vlastností ve vývoji nových materiálů.

Základy strukturní krystalografie; Popis 3D periodických krystalových struktur: Volba buňky, typy mříží, operace symetrie bodových a prostorových grup; Reciproká mříž a její vlastnosti. Reciproká mříž a difrakční obraz. Vizualizace krystalových struktur a demonstrace účinků operace symetrie prostorových grup pomocí systému Materials Studio.

Difrakce rtg. záření na krystalových strukturách; Difrakční podmínka v přímém a reciprokém prostoru; Způsoby naplnění difrakční podmínky a základní typy difrakčních experimentů; Vliv symetrie struktury a typu krystalové mříže na tvar difraktogramů, Friedelův zákon, vyhasínací podmínky. Demonstrace vlivu symetrie struktur a typu mříží na tvar difraktogramů v práškových a monokrystalických vzorcích pomocí systému Materials Studio.

Difrakce neutronů, elektronů a synchrotronového záření, fyzikální povaha a z ní vyplývající možnosti využití ve strukturní analýze.

Fyzikální základy a principy elektronové mikroskopie, transmisní elektronová mikroskopie, rastrovací elektronová mikroskopie, materiálové analýzy zkoumaných vzorků metodou rentgenové spektroskopie s disperzní energií, příprava vzorků.

Fyzikální základy rtg difrakce: Od difrakce na atomech k difrakci na 3D periodických strukturách, strukturní faktor; Intenzita difraktovaného záření; Elektronová hustota a strukturní faktor; Fázový problém strukturní analýzy a metody jeho řešení, Pattersonova funkce, statistické metody v řešení fázového problému.

Difrakce na reálných krystalech: Vliv teplotních kmitů na difrakční obraz, Difrakce na částečně neuspořádaných strukturách; Typy krystalových poruch a jejich projevy na difraktogramech; Difrakce na amorfních látkách - radiální distribuční funkce a její interpretace. Přednostní orientace krystalitů - textura v přírodních a syntetických polymerních vláknech.

Anotace

Základy strukturní krystalografie a fyzikální základy difrakční a elektronové strukturní analýzy pro krystalické,

částečně uspořádané a amorfní látky s důrazem na vztah mezi strukturou a vlastnostmi. Zaměřeno na aplikace metod strukturní analýzy v biofyzice, makromolekulární fyzice, chemické fyzice a krystalochemii.