SAXS如何收到高质量数据——样品制备篇

很多朋友，尤其是对于SAXS测试不熟悉的新手，经常因为没有做好样品的前期准备，导致浪费测试机时，花了测试经费不说，还费时费力。那么，如何根据自己的样品体系，准确地制备好样品呢？本文将为大家以常见的样品体系为例，给大家介绍如何制样，和做好前期准备。个人观点，仅供参考。

（图来自DOI: 10.1007/978-3-319-92955-2_2）

SAXS样品制备，说简单是因为几乎不需要任何前期处理，说复杂是因为很多朋友不清楚原理，从而无法测到理想数据。因此，我们需要在简单了解SAXS原理的基础上，对自己的样品体系有足够了解，才能获得较好的实验数据。

以下是本人根据个人经验，针对一些体系总结的一些问题：

• 蛋白、核酸类的样品：需要确保样品无聚集、沉淀。因此需要进行前期的透析、或过分子筛、或离心等操作。根据蛋白的大小 ，确定最优的测试浓度。
• 合金析出相：因为吸收较强，需要根据金属元素种类以及波长，大致估算厚度，估算公式可参考第一章 X射线基础 (scnu.edu.cn)。通常来说，原子序数大的元素吸收越强。该类样品一般都要减薄至100微米以下，才能获得较好结果。
• 孔材料类样品：这一类样品制备时，只要确保样品不要太厚导致光无法透过就可。
• 高分子膜等：通常这些样品都比较简单，直接测试即可。
• 纳米颗粒：如果是要表征纳米颗粒本身的尺寸以及更小尺度的信息，则尽量保持纳米颗粒在溶液中的分散性，避免聚集等。优化浓度设置。
• 纳米颗粒组装体：要确认想表征的体系，在测试范围之内。如果是表征组装的超晶格，可能会在溶剂中沉淀下去，若无法分离出来，可以直接在毛细管中组装并测试。
• 凝胶类、溶胶类：如果是接近于流动态，需要保持样品内部均匀，没有气泡等。

样品池的选择，以降低背景散射信号为基本原则。

• 蛋白质、核酸、以及其他信号较弱的样品，石英毛细管是最好的选择。
• 凝胶等部分粘度较大的，无法注入毛细管的样品，可以采用kapton膜封窗制备的样品池。但膜的厚度，越薄越好。

• 粉末类样品，也一般使用kapton膜封装。
• 其他任何能够自支撑的样品，都要避免额外增加背景。
  

   

• 蛋白质、核酸等样品的浓度选择，与其本身大小有关，更与测试光强有关系。蛋白分子量越大，浓度下限就越低。光强越强，所需浓度也就越低。因此，建议准备梯度浓度，以选择最好的测试数据。也可以BSA等标准蛋白为参考。
• 纳米颗粒等样品的信号通常强于生物大分子样品，尤其是金属纳米颗粒。因此所需浓度也比较低。因此以稀溶液的状态测试，可以避免样品团聚。
• 粉末样品制样，同理与成分的电子密度有关系。固体样品通常信号较强。建议根据光强制备合适厚度。
• 金属样品，要根据波长、光强以及成分，尽可能减薄。
• 液体样品要尽可能保持溶液内的均匀分散；如果是悬浊液的体系，也要在测试时，尽量测试均匀的状态。
• 薄膜、固体凝胶等其他样品，都要根据实验光强，调整测试的厚度，以获得优质数据。

• 样品与缓冲液需要保持尽可能一致，包括除蛋白以外的任何添加剂。
• 高分子体系中，有的有机溶剂对X射线吸收非常强，此时要尽可能降低样品厚度，例如选择直径更小的毛细管。
• 固体样品如果采用了kapton膜封装，也要将其作为背景扣除。

本文源自微信公众号：科学边角料

原文标题：《看顶刊如何用SAXS——Nature,626,1011–1018 (2024)：液液相分离》

原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/-ujTOsc7egvHY5xYwt-r8w