Русская версияEnglish version   
Том 8   Выпуск 1   Год 2013
Компьютерное моделирование дифракции импульсов рентгеновских лучей на нанокристаллах биологических макромолекул с использованием унитарной аппроксимации нестационарных факторов атомного рассеяния

Лунин В.Ю., Грум-Гржимайло А.Н., Грызлова Е.В., Синицын Д.О., Балабаев Н.К., Лунина Н.Л., Петрова Т.Е., Терешкина К.Б., Абдулнасыров Э.Г., Степанов А.С., Крупянский Ю.Ф.

Институт математических проблем биологии, Российская академия наук, Пущино, Московская область, 142290, Россия
Научно-исследовательский институт ядерной физики имени Д.И. Скобельцына Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова, Москва, 119991, Россия
Институт химической физики имени Н.Н. Семенова, Российская академия наук, Москва 119991, Россия

lunin@impb.psn.ru
algrgr1492@yahoo.com
yufk@chph.ras.ru
 

Аннотация. Использование в процессе рентгеновского дифракционного эксперимента мощных импульсных источников ("рентгеновских лазеров") может приводить к существенному изменению электронной структуры объекта за время действия импульса. Учет этих изменений существенно усложняет решение прямой задачи рентгеновского рассеяния - расчета дифракционной картины на основе имеющейся атомной модели исследуемого объекта. Нами предложены две упрощенные схемы, позволяющие проводить подобный расчет с использованием стандартных методов "стационарной" (предполагающей неизменность объекта в процессе эксперимента) биологической кристаллографии, оставаясь в рамках точности, достижимой на сегодняшний день при исследовании биологических макромолекул. Продемонстрировано, что при использовании импульсов умеренной интенсивности и работе с наборами экспериментальных данных среднего разрешения ослабление во времени интенсивности рассеянных лучей происходит почти синхронно для всех брэгговских рефлексов. Это позволяет проводить расчет картины рассеяния по стандартным формулам, адаптируя к эксперименту лишь общий масштабирующий коэффициент. Для работы с более мощными пучками предложена модификация стандартных расчетных формул, позволяющая сохранить их общую структуру и вычислительную сложность, но учитывающая параметры используемых в эксперименте импульсов. Модификация сводится к замене стандартных факторов атомного рассеяния (формфакторов) их "эффективными" аналогами, вычисляемыми на основе нестационарных формфакторов. Расчет нестационарных формфакторов (с учетом параметров рентгеновского импульса) осуществляется на предварительном этапе работы.

Ключевые слова: рентгеновский лазер на свободных электронах, фемтосекундные рентгеновские импульсы, рассеяние рентгеновских лучей, дифракция, нанокристаллы, биомакромолекулы.

Содержание Оригинальная статья
Мат. биол. и биоинф.
2013;8(1):93-118
doi: 10.17537/2013.8.93
опубликована на рус. яз.

Аннотация (рус.)
Аннотация (англ.)
Полный текст (рус., pdf)
Список литературы

 

  Copyright ИМПБ РАН © 2005-2019