La diffusion des rayons X aux petits angles (SAXS) est l'une des méthodes importantes pour analyser les changements structurels et structurels des macromolécules biologiques en solution. Petit angleradiographiela diffusion est couramment utilisée pour étudier le repliement, l’interaction et la flexibilité des protéines, ainsi que pour étudier la structure des complexes macromoléculaires et leur réponse structurelle aux changements des conditions externes. La résolution spatiale de SAXS est généralement de l’ordre de plusieurs dizaines d’angströms. Comparée à d'autres méthodes de caractérisation (telles que la cristallographie macromoléculaire, la spectroscopie de résonance magnétique nucléaire ou la microscopie cryoélectronique), la résolution inférieure permet principalement d'obtenir la forme et la taille des particules. Dans les dispositifs modernes de rayonnement synchrotron, les stations en ligne dédiées à la diffusion aux petits angles sont capables d'acquérir des données de haute qualité en quelques millisecondes, rendant ainsi possibles des expériences résolues dans le temps en plus des expériences conventionnelles.
Radiographie aux petits anglesles expériences de diffusion peuvent être réalisées dans des solutions diluées et ne nécessitent généralement pas de préparation spéciale des échantillons. Pour l’étude structurelle de l’analyse de forme, la solution doit généralement être hautement purifiée et monodispersée, mais n’a pas besoin d’être congelée et cristallisée. SAXS est donc très pratique pour le criblage à haut débit d’analyses dans différentes conditions de solution. Les informations obtenues par SAXS peuvent également être complémentaires à d'autres techniques de caractérisation structurelle, elles sont donc très importantes dans la série complète de tests de caractérisation, qui permettent souvent d'obtenir des informations complètes et précises sur les systèmes macromoléculaires.
Dans le test SAXS, un appareil monochromatique hautement collimaté Faisceau de rayons Xest dispersé par de grosses molécules dissoutes dans le solvant après avoir traversé l'échantillon. Ces molécules n’ont généralement pas un arrangement périodique statique et ordonné, comme c’est le cas dans les cristaux, mais sont distribuées de manière aléatoire et directionnelle dans le solvant. Ainsi, les rayons X diffusés produiront un signal diffus à proximité du faisceau principal, plutôt qu'un signal de diffraction net comme un échantillon cristallin. La distribution angulaire de l'intensité de diffusion aux petits angles est directement liée à la structure globale des particules, qui peut être utilisée pour déterminer les informations sur la structure. Si l'échantillon est une solution diluée de particules dans des conditions standard, le diagramme de diffusion est isotrope, c'est-à-dire que l'azimut est moyenné.
Le signal diffusé aux petits angles enregistré par ledétecteurcontient non seulement le signal diffusé de la macromolécule, mais également le signal du solvant, du dispositif d'échantillonnage et de l'instrument SAXS. Ainsi, en soustrayant le signal diffusé de la solution tampon, c'est-à-dire en le soustrayant de la courbe d'intensité normalisée de la solution échantillon, le signal diffusé des biomacromolécules dissoutes dans le solvant, noté I(s), peut être obtenu à partir de la dispersion deRayons Xpar les particules et leurs coquilles hydratées. L'intensité de diffusion est exprimée par l'équation vectorielle s = 4πsinθ/λ, où λ est la longueur d'onde du rayon X incident et 2θ est l'angle de diffusion.
Pour les solutions diluées (les concentrations de particules sont généralement inférieures à 1 %), il n'y a généralement aucune interaction entre les particules, de sorte que différentes intensités de diffusion (facteurs de forme) sont liées à la structure des particules elles-mêmes. Pour les solutions hautement concentrées, des interactions intermoléculaires supplémentaires peuvent également se refléter dans des signaux diffusés aux petits angles (appelés facteurs structurels), qui reflètent principalement le couplage de particules à différents endroits. La contribution des facteurs structurels au signal diffusé, généralement reflétée dans la région des petits angles de la courbe de diffusion, peut être utilisée pour étudier l'interaction entre les particules. Mais cet effet doit être supprimé si l’on veut étudier les informations sur la structure des particules. Dans les études structurelles, la concentration de la solution doit généralement être suffisamment faible pour que la contribution du facteur structurel soit négligeable, mais une certaine concentration doit être garantie pour obtenir un signal diffusé suffisamment fort. L'approche habituelle consiste à tester à différentes concentrations de solution d'échantillon, puis à extrapoler à des solutions infiniment diluées.