Contributi della cristallografia a raggi X al progresso biomedico
In mineralogia e cristallografia, un cristallo (dal greco κρύσταλλος, krýstallos, ghiaccio) è una struttura solida costituita da atomi, molecole o ioni aventi una disposizione geometricamente regolare, che si ripete indefinitamente nelle tre dimensioni spaziali, detta reticolo cristallino.
La cristallografia (dal greco “krystallos“, “ghiaccio” e “graphein“, “scrivere”) è la scienza che si occupa dello studio dei cristalli. In particolare si occupa della loro formazione, crescita, struttura microscopica, aspetto macroscopico e proprietà fisiche.
La cristallografia a raggi X è la scienza sperimentale che determina la struttura atomica e molecolare di un cristallo, in cui la struttura cristallina provoca la diffrazione di un raggio di raggi X incidente in molte direzioni specifiche. Misurando gli angoli e le intensità di questi raggi diffratti, un cristallografo può produrre un’immagine tridimensionale della densità degli elettroni all’interno del cristallo. Da questa densità elettronica si possono determinare le posizioni medie degli atomi nel cristallo, così come i loro legami chimici, il loro disordine cristallografico e varie altre informazioni.
cristalli e cristallografia
I cristalli, sebbene a lungo ammirati per la loro regolarità e simmetria, non furono studiati scientificamente fino al XVII secolo. Giovanni Keplero (1571-1630) ipotizzò nella sua opera “Strena seu de Nive Sexangula“ (Un regalo per il nuovo anno di neve esagonale, 1611) che la simmetria esagonale dei cristalli dei fiocchi di neve fosse dovuta a un regolare impaccamento di particelle d’acqua sferiche.
L’idea che i cristalli potessero essere usati come reticolo di diffrazione per i raggi X nacque nel 1912 in una conversazione tra Paul Peter Ewald e Max von Laue (9ottobre 1879 – 24aprile 1960) nel Giardino Inglese di Monaco. Il Premio Nobel per la Fisica 1914 fu assegnato a Max von Laue “per la sua scoperta della diffrazione dei raggi X da parte dei cristalli“.
Il Premio Nobel per la Fisica del 1915 venne concesso all’australiano William Henry Bragg e suo figlio William Lawrence Bragg (31marzo 1890 – 1luglio 1971) con la menzione “per i loro servizi nell’analisi della struttura cristallina mediante raggi X“.
Il loro lavoro, negli anni 1912-1914, fondò una nuova branca della scienza della massima importanza e significato, l’analisi della struttura cristallina per mezzo dei raggi X. I loro contributi includevano stabilire la relazione tra la lunghezza d’onda dei raggi X, il suo angolo di incidenza e la distanza tra gli strati atomici all’interno del cristallo, espressa nella cosiddetta “legge di Bragg“, sviluppata dal giovane Lawrence.
CRISTALLOGRAFIA A RAGGI X E BIOLOGIA
Questa tecnica
fonti e riferimenti:
- https://en.wikipedia.org/wiki/X-ray_crystallography
- https://it.wikipedia.org/wiki/Cristallo
- https://it.wikipedia.org/wiki/Cristallografia
- https://www.nobelprize.org/uploads/2018/06/yonath-lecture-slides.pdf
- JOANNIS KEPLERI S. C. MAJEST. MATHEMATICI “STRENA SEU DE NIVE SEXANGULA“, 1611
- https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1914/summary/
- https://it.wikipedia.org/wiki/Max_von_Laue
- https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1915/summary/
- https://it.wikipedia.org/wiki/William_Henry_Bragg
- https://www.adelaide.edu.au/library/special/stories/bragg/
- https://it.wikipedia.org/wiki/William_Lawrence_Bragg
- https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1915/wl-bragg/facts/
- https://macromoltek.medium.com/what-is-x-ray-crystallography-1e186bc3d180