小角 X 線散乱 (サックス) は、溶液中の生体高分子の構造および構造変化を分析するための重要な方法の 1 つです。小角X線散乱は、タンパク質の折り畳み、相互作用、柔軟性を調査するだけでなく、高分子複合体の構造や外部条件の変化に対する構造的応答を研究するために一般的に使用されます。サックス の空間解像度は通常、数十オングストロームです。他の特性評価方法 (高分子結晶構造解析、核磁気共鳴分光法、極低温電子顕微鏡など) と比較して、分解能が低くても主に粒子の形状とサイズを取得できます。最新の放射光装置では、小角度散乱専用のラインステーションが数ミリ秒で高品質のデータを取得できるため、従来の実験に加えて時間分解実験も可能になります。

小角X線散乱実験は希釈溶液中で実行でき、通常は特別なサンプル前処理を必要としません。形状解析の構造研究では、通常、溶液は高度に精製され、単分散である必要がありますが、凍結して結晶化する必要はありません。したがって、サックス は、さまざまな溶液条件下での分析のハイスループット スクリーニングに非常に実用的です。サックス によって得られる情報は、他の構造特性評価手法を補完することもできるため、高分子系に関する包括的で正確な情報を得ることができる一連の包括的な特性評価テストにおいて非常に重要です。

サックス テストでは、単色で高度にコリメートされた X線ビームサンプルを通過した後、溶媒に溶解した大きな分子によって散乱されます。これらの分子は通常、結晶のような規則的で静的な周期的な配置を持たず、溶媒中ではランダムかつ方向性を持って分布します。そのため、散乱 X 線は、結晶サンプルのような鋭い回折信号ではなく、メイン ビームの近くで拡散信号を生成します。小角度散乱強度の角度分布は全体的な粒子構造に直接関係しており、これを使用して構造情報を決定できます。サンプルが標準条件下で希薄粒子溶液である場合、散乱パターンは等方性です。つまり、方位角は平均化されます。

によって記録された小角散乱信号検出器には、高分子からの散乱信号だけでなく、溶媒、サンプルデバイス、および サックス 機器の信号も含まれます。したがって、緩衝液の散乱信号を減算することにより、つまり、サンプル溶液の正規化された強度曲線からそれを減算することにより、溶媒に溶解した生体高分子からの散乱信号（I(s) として示される）を得ることができる。の飛散X線粒子とその水和シェルによるものです。散乱強度はベクトル方程式 s=4πsinθ/λ で表されます。ここで、λ は入射 X 線の波長、2θ は散乱角です。

希釈溶液 (粒子濃度は通常 1% 未満) では、通常、粒子間に相互作用がないため、異なる散乱強度 (形状因子) は粒子自体の構造に関係します。高濃度溶液の場合、追加の分子間相互作用も小角散乱信号 (構造因子と呼ばれる) に反映される可能性があり、主に異なる位置での粒子の結合を反映します。散乱信号に対する構造的要因の寄与は、通常、散乱曲線の小さな角度領域に反映され、粒子間の相互作用を研究するために使用できます。ただし、粒子の構造に関する情報を研究する場合は、この影響を除去する必要があります。構造研究では、通常、溶液の濃度は構造的要因の寄与が無視できるほど十分に低い必要がありますが、十分に強い散乱信号を得るには特定の濃度を保証する必要があります。通常のアプローチは、さまざまなサンプル溶液濃度でテストし、次に無限に希釈された溶液に外挿することです。