Small-angle_neutron_scattering
このトピックのより広い範囲については、小角散乱を参照してください 小角中性子散乱（SANS）は、小さな散乱角での弾性中性子散乱を使用して、約1〜100nmのメソスコピックスケールでさまざまな物質の構造を調査する実験手法です。
小角中性子散乱は、多くの点で小角X線散乱（SAXS）と非常によく似ています。両方の手法は、まとめて小角散乱（SAS）と呼ばれます。SAXSに対するSANSの利点は、軽元素に対する感度、同位体標識の可能性、および磁気モーメントによる強い散乱です。
コンテンツ
1 技術
1.1 関連するテクニック
2 生物学では
3 楽器
4 も参照してください
5 参考文献
6 教科書
7 外部リンク
技術
SANS実験中、中性子のビームは、水溶液、固体、粉末、または結晶である可能性のあるサンプルに向けられます。中性子は、原子核との核相互作用または不対電子の磁気モーメントとの相互作用によって弾性散乱されます。X線散乱では、光子が電子雲と相互作用するため、元素が大きいほど効果が大きくなります。中性子散乱では、中性子は原子核と相互作用し、相互作用は同位体に依存します。重水素のようないくつかの軽い元素は、Pbのような重い元素と同様の散乱断面積を示します。
回折のゼロ次動力学理論では、屈折率は散乱長密度に直接関係し、中性子波と特定の原子核との相互作用の強さの尺度です。次の表は、いくつかの化学元素（10〜12 cm）の中性子散乱長を示しています。O −0.37420.6671 0.6651 0.940 0.5804 0.517 0.2847
散乱長の相対的なスケールは同じであることに注意してもう1つの重要な点は、水素からの散乱が重水素の散乱とは異なることです。また、水素は負の散乱を持つ数少ない元素の1つです。つまり、水素から偏向された中性子は、他の元素によって偏向された中性子と比べて180°位相がずれています。これらの機能は、コントラスト変動の手法にとって重要です（以下を参照）。
関連するテクニック
SANSは通常、中性子ビームのコリメーションを使用して中性子の散乱角を決定します。これにより、約1μmを超える比較的長い長さのスケールでサンプルの特性に関する情報を含むデータの信号対雑音比がさらに低くなります。 。従来の解決策は、超小角中性子散乱（USANS）のように、光源の輝度を上げることです。代替として、スピンエコー小角中性子散乱（SESANS）が導入され、中性子スピンエコーを使用して散乱角を追跡し、中性子散乱によって研究できる長さスケールの範囲を10μmをはるかに超えて拡大しました。
かすめ入射小角散乱（GISANS）は、SANSと中性子反射率測定のアイデアを組み合わせたものです。
生物学では
図1：D2O濃度の関数としてのさまざまな生体高分子の散乱間の関係。
生物学的小角散乱
生物科学に特に役立つSANSの重要な機能は、特に重水素と比較した場合の水素の特殊な動作です。生物学的システムでは、水素は重水素と交換できます。重水素は通常、サンプルへの影響は最小限ですが、散乱への影響は劇的です。
コントラスト変動（またはコントラストマッチング）の手法は、水素と重水素の散乱差に依存しています。図1は、重水素濃度の関数としての水とさまざまな生体高分子の散乱長密度を示しています。（から適応。）生物学的サンプルは通常水に溶解しているため、それらの水素は溶媒中の重水素と交換することができます。分子の全体的な散乱は、そのすべての成分の散乱に依存するため、これは、分子内の水素と重水素の比率に依存します。Hの一定比で2 DにO 2マッチポイントと呼ばれるO、分子からの散乱は、溶媒のことに等しくなり、バッファからの散乱をデータから減算されたときにこのように除去すること。たとえば、タンパク質のマッチポイントは通常約40〜45％D 2 Oであり、その濃度では、タンパク質からの散乱はバッファーの散乱と区別できません。
コントラストの変化を使用するには、システムのさまざまなコンポーネントがさまざまに分散する必要がこれは、固有の散乱の違い、たとえばDNAとタンパク質に基づく場合もあれば、異なる標識成分から生じる場合もたとえば、複合体に1つのタンパク質が重水素化され、残りがプロトン化されている場合などです。モデリングに関しては、小角X線および中性子散乱データをプログラムMONSAと組み合わせることができます。SAXS、SANS、およびEMデータを使用して、大規模なマルチサブユニット酵素の原子モデルを構築した例が最近公開されました。この方法のいくつかの例については、を参照して
楽器
研究用原子炉や核破砕源などの中性子施設では、世界中で多数のSANS機器が利用可能です。
も参照してください
中性子顕微鏡
参考文献
^ Jacrot、B（1976）。「溶液からの中性子散乱による生物学的構造の研究」。物理学の進歩に関するレポート。39（10）：911–53。Bibcode：1976RPPh … 39..911J。土井：10.1088 / 0034-4885 / 39/10/001。
^ ケナウェイ、クリス; テイラー、ジェームス; etal。（2012年1月1日）。「DNAを移動するI型DNA制限酵素の構造と操作」。遺伝子と開発。26（4）：92–104。土井：10.1101 /gad.179085.111。PMC 3258970。PMID 22215814。 ^ パーキンス、SJ（1988年1月1日）。「高フラックスX線および中性子溶液散乱によるタンパク質の構造研究」。生化学ジャーナル。254（2）：313–27。PMC 1135080。PMID 3052433。
教科書
Fejgin、Lev A .:小角X線および中性子散乱による構造分析。ニューヨーク：プレナム（1987）。
ヒギンズ、ジュリアS。; アンリ・ベノワ：ポリマーと中性子散乱。オックスフォード：Clarendon Press（1994？）
外部リンク
小角散乱ポータル、リンクコレクション、精巧なソフトウェアリスト
SANS機器の世界ディレクトリ
B. Hammouda：ナノスケール構造の調査– SANSツールボックス（690ページ）
ISIS中性子およびミュオン源での小角散乱”