Language
Country/Area
No result found
SANS vs. SAXS: Teknik mana yang dapat mengungkap misteri materi dengan lebih baik?
Dalam ilmu material dan penelitian biomedis, analisis struktur kecil sangat penting untuk memahami perilaku materi. Hamburan neutron sudut kecil (SANS) dan hamburan sinar-X sudut kecil (SAXS) adalah dua teknik penting yang banyak digunakan untuk menyelidiki struktur antara tingkat mikroskopis dan makroskopis. Meskipun kedua teknologi tersebut memiliki banyak kesamaan, kekuatan masing-masing dapat menjadikannya sangat berharga dalam aplikasi tertentu.
Hamburan neutron sudut kecil adalah teknik eksperimental yang menggunakan hamburan neutron elastis pada sudut hamburan kecil untuk menyelidiki struktur berbagai material.
Teknologi SANS berfokus pada skala mesoskopik sekitar 1 hingga 100 nanometer, yang memungkinkannya menganalisis struktur internal sistem yang tidak teratur. SAXS juga dapat mencapai hal ini, tetapi ada perbedaan signifikan antara keduanya dalam hal sensitivitas dan aplikasi. Khususnya dalam studi unsur-unsur ringan, SANS menunjukkan sensitivitas tinggi terhadap unsur-unsur ringan seperti deuterium, yang sangat penting untuk studi sampel biologis. Hal ini karena hamburan hidrogen memiliki perilaku unik relatif terhadap deuterium, dan perubahan kontras ini sangat penting dalam studi banyak biopolimer.
Tidak seperti hamburan sinar-X, teknologi hamburan neutron memberikan informasi struktural yang berkaitan erat dengan interaksi nuklir dan secara efektif dapat mengungkap struktur internal molekul.
Perbedaan utama antara SANS dan SAXS adalah mekanisme hamburannya. Hamburan neutron melibatkan interaksi neutron dengan nukleus daripada dengan awan elektron. Ini berarti bahwa perilaku hamburan isotop yang berbeda dapat bervariasi secara signifikan. Misalnya, panjang hamburan hidrogen negatif, yang memberinya perbedaan fase 180° dalam hamburan neutron, yang memberikan informasi kontras penting dalam analisis struktural.
Analisis struktural SANS secara khusus bergantung pada apa yang disebut teknik variasi kontrastif. Dalam teknik ini, sampel biologis biasanya dipertukarkan dengan deuterium, yang menghasilkan fitur struktural unik yang berkontribusi pada hamburan. Penelitian terkini telah menunjukkan bahwa pada rasio H2O terhadap D2O tertentu (disebut titik pencocokan), hamburan molekul sama dengan hamburan pelarut, yang memungkinkan hamburan sampel dihilangkan, sehingga analisis struktur biomakromolekul menjadi lebih baik.
Untuk beberapa sampel, seperti protein, pencocokan biasanya dilakukan pada konsentrasi deuterium 40%-45%, yang memungkinkan hamburan dari protein bersaing dengan hamburan dari pelarut.
Dalam biologi, keunggulan SANS menjadikannya alat yang ideal untuk mempelajari protein dan biomolekul lainnya. Pada saat yang sama, hamburan sinar-X sudut kecil (SAXS) dapat lebih mudah digunakan untuk studi material tertentu. Dalam beberapa kasus, penggunaan gabungan kedua teknik ini memberikan perspektif yang lebih komprehensif tentang analisis struktural. Misalnya, sebuah penelitian terkini menggabungkan data SAXS, SANS, dan mikroskop elektron untuk membangun model atom enzim multi-subunit besar, yang menunjukkan pentingnya menggabungkan berbagai teknik.
Tidak seperti SAXS, SANS umumnya memerlukan kolimasi berkas neutron yang baik untuk memastikan rasio sinyal terhadap derau yang optimal. Untuk mengatasi masalah sinyal yang berkurang pada skala panjang tersebut, beberapa peneliti telah memilih untuk meningkatkan kecerahan sumber. Misalnya, pengenalan teknologi hamburan neutron sudut sangat kecil (USANS) dan hamburan neutron sudut kecil gema spin (SESANS) telah memperluas rentang panjang penelitian hingga lebih dari 10 mikron, yang menunjukkan fleksibilitas dan potensi pengembangan teknologi hamburan neutron. .
Baik SANS maupun SAXS, penerapan luas teknik-teknik ini dalam ilmu material dan ilmu biologi memberi kita alat-alat penting untuk pemahaman mendalam tentang struktur internal materi.
Saat ini, terdapat banyak fasilitas neutron di seluruh dunia yang menawarkan berbagai instrumen SANS, yang menjadi lebih presisi dan efisien seiring kemajuan teknologi. Hal ini memungkinkan para ilmuwan untuk mempelajari material pada tingkat yang lebih dalam dan mengembangkan berbagai aplikasi yang lebih luas.
Dengan kemajuan teknologi terkait, misteri ilmiah apa yang tidak diketahui yang dapat diungkapkan oleh metode ini kepada kita di masa mendatang?
