¿Quieres estar al día? Suscríbete a nuestro newsletter. ¡1 E-mail cada 2 Meses! |
 |
(Parte de) el equipo involucrado en la instalación de XAIRA reunido en la cabina de control de la línea de luz para celebrar el logro de este hito.
Cerdanyola del Vallès, 22 de diciembre 2023 Durante los últimos dos meses, los esfuerzos más importantes en la línea de luz XAIRA se han concentrado en la instalación de la estación final, donde se coloca la muestra a analizar con luz de sincrotrón. La instalación incluía toda la instrumentación necesaria para el posicionamiento de la muestra y el registro de los datos de difracción. Anteriormente, también se había puesto a punto la parte óptica de la línea de luz, encargada de filtrar los rayos X de la luz de sincrotrón producida por el dispositivo de inserción (la fuente de luz de XAIRA dentro del acelerador de ALBA) y de enfocarlos a la posición donde se encuentra la muestra.
Gracias a todo este trabajo previo, el primer día de diciembre se iluminó con el haz de rayos X un cristal de lisozima de clara de huevo de gallina, dando lugar a la primera difracción de una proteína en XAIRA. Para recoger datos de oscilación, la muestra, que se mantiene en un difractómetro, se giró durante la toma de datos. El difractómetro de XAIRA es un conjunto de plataformas motorizadas de alta precisión combinado con un goniómetro con rodamiento de aire o helio comprimido. Ha sido diseñado y construido en ALBA y su finalidad es mantener la muestra dentro del recorrido del haz de luz con un alto nivel de precisión, incluso cuando gira a velocidades de una vuelta por segundo o incluso superiores.
Vista de cerca del entorno de muestra. El lugar donde se fija la muestra está en el centro, encima del difractómetro. A su lado, la boca por donde sale el corriente de nitrógeno gas frío, para mantener la muestra en condiciones criogénicas. A la derecha de la muestra, está el sistema de visualización de la muestra. A la izquierda, el detector (tras la cubierta plateada de listones) y el sistema de diagnóstico del haz.
Los datos de difracción se tomaron con el detector de última generación de XAIRA, un detector de matriz de píxeles híbrido Eiger2 XE 9M, a 100 Hz (o sea, 100 fotogramas por segundo, cosa que significa 1 fotograma cada 0,01 segundos). Para completar todo el experimento se tardaron solamente 36 segundos, durante los cuales se recogieron 3600 imágenes (unos 8 GB de datos). A continuación, los datos se procesaron mediante el sistema de procesamiento rápido de datos de la línea de luz.
Primer experimento de difracción. a) Imagen del cristal de lisozima, tal y como se ve con el sistema de visualización de muestras. La cruz roja indica el lugar donde la muestra se solapa con el camino que sigue el haz de luz. b) Detalle de uno de los 3600 fotogramas recogidos en este experimento. Los puntos de difracción se muestran en contraste con el fondo. c) Instantánea del mapa de densidad de electrones (2σ 2Fo-Fc en azul, F0-Fc en verde/rojo) obtenido a partir de los datos del experimento por substitución molecular, mostrando un buen ajuste del modelo de proteína polialanina (PDB id 5L9J) y un alto nivel de detalle de las cadenas laterales de triptófano y tirosina (densidades verdes, no modelado).
En más pruebas hechas los días siguientes, también se consiguió una recogida de datos ultrarápida. En estas pruebas se recogieron conjuntos de datos completos (oscilación de 360º) en tiempos tan cortos como 1 segundo, además de realizar otras recopilaciones a 500 Hz y 1000 Hz (1 fotograma cada 0,002 o 0,001 segundos). Para qué estos experimentos tengan éxito, se requiere un alto flujo de fotones. En XAIRA, esto se puede conseguir gracias a los cristales multicapa de su monocromador (también un nuevo diseño hecho en ALBA), capaces de producir flujos de haz más grandes que 1013 fotones por segundo.
Ahora, el equipo de XAIRA está trabajando en la instalación de la primera parte de la cámara de helio que cerrará toda la estación final, haciendo posible mantener una atmosfera de helio alrededor de la muestra y hasta el detector. Este entorno reducirá considerablemente el ruido de fondo registrado en el detector mientras se mantiene el señal de difracción de la muestra, cosa que permitirá obtener datos aún mejores.
Después del éxito de la primera difracción, el siguiente objetivo es finalizar las instalaciones en la Cabina Experimental de XAIRA y empezar a analizar muestras de prueba de usuarios colaboradores.
Este proyecto está cofinanciado por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER) dentro del Programa Operativo Plurirregional de España (anterior de Crecimiento Inteligente) 2014-2020.
