Protocollo di preparazione e trasferimento dei campioni per cristallografia a lunghezza d'onda lunga sotto vuoto su Beamline I23 presso Diamond Light Source

La cristallografia macromolecolare a lunga lunghezza d'onda (MX) sfrutta le proprietà anomale di scattering di elementi, come zolfo, fosforo, potassio, cloro o calcio, che sono spesso presenti nativamente nelle macromolecole. Ciò consente la soluzione a struttura diretta di proteine e acidi nucleici tramite phasing sperimentale senza la necessità di ulteriori etichettature. Per eliminare il significativo assorbimento d'aria dei raggi X in questo regime di lunghezza d'onda, questi esperimenti vengono eseguiti in un ambiente di vuoto. Beamline I23 a Diamond Light Source, Regno Unito, è il primo strumento di sincrotrone del suo genere, progettato e ottimizzato per esperimenti MX nella lunga gamma di lunghezze d'onda verso 5 Å.

Per rendere ciò possibile, un grande recipiente per vuoto racchiude tutti i componenti della stazione terminale dell'ambiente campione. La necessità di mantenere i campioni a temperature criogeniche durante la conservazione e la raccolta dei dati nel vuoto richiede l'uso di portacampioni termicamente conduttivi. Ciò facilita un'efficiente rimozione del calore per garantire il raffreddamento del campione a circa 50 K. L'attuale protocollo descrive le procedure utilizzate per la preparazione dei campioni e il trasferimento dei campioni nel vuoto sulla beamline I23. Garantendo l'uniformità nelle pratiche e nei metodi già stabiliti all'interno della comunità della cristallografia macromolecolare, il raffreddamento del campione alla temperatura dell'azoto liquido può essere eseguito in qualsiasi ambiente di laboratorio dotato di strumenti MX standard.

Lo stoccaggio criogenico e il trasporto di campioni richiedono solo attrezzature standard disponibili in commercio. Sono necessarie attrezzature specializzate per il trasferimento di cristalli raffreddati criogenicamente dall'azoto liquido alla stazione terminale del vuoto. Strumenti di gestione dei campioni su misura e un sistema di trasferimento criogenico (CTS) dedicato sono stati sviluppati internamente. I dati di diffrazione raccolti su campioni preparati utilizzando questo protocollo mostrano eccellenti statistiche di fusione, indicando che la qualità dei campioni è inalterata durante la procedura. Ciò apre opportunità uniche per l'MX nel vuoto in un intervallo di lunghezze d'onda oltre le linee di fascio di sincrotrone standard.