Optical design of a hard X-ray beamline to protein crystallography

Orientador: Antônio Rubens Britto de CastroDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb WataghinResumo: Diversas áreas da ciência moderna têm sido beneficiadas pelo uso da radiação síncrotron. As técnicas disponveis em laboratórios deste tipo abrangem pesquisas em ciências básicas como Física, Química e Biologia bem como em áreas como engenharia de materiais e farmacologia. Em particular, o uso do espectro de raios-x duros (8-20keV) das fontes síncrotron atuais e crucial para técnicas estruturais como difração e cristalografia. Estas técnicas estão disponíveis para a comunidade científica brasileira no Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS), cujas linhas de luz estão abertas a usuários externos desde 1997. As instalações do LNLS vem sendo constantemente aperfeiçoadas, permitindo o estudo de novos casos científicos como consequência destas melhorias. Neste trabalho estudamos as propriedades da fonte de radiação síncrotron do LNLS e realizamos um projeto óptico para uma linha de luz direcionada a cristalografia de proteínas. Com uso de simulações computacionais propomos opções para melhoria do fluxo de flotons nas linhas de cristalografia de proteínas já existentes. Nossos estudos apontam para a viabilidade de construção de uma linha lateral a linha de luz MX2, utilizando a mesma fonte Wiggler já instalada, com fluxo proporcional à linha central.Abstract: Distinct research fields in modern science have taken advantage of synchrotron radiation. The techniques that are available in such laboratories have a very broad scope, ranging from basic sciences such as Physics, Chemistry and Biology, to applied fields as engineering and pharmacology. In particular, the use of hard x-ray spectrum (8-20keV) from modern synchrotron sources is crucial for structural techniques such as diffraction and crystallography. These techniques have been available to the Brazilian scientific community since 1997, when the Brazilian Synchrotron Light Laboratory (LNLS) facilities were opened to external users. The LNLS beamlines have constantly evolved , allowing the users to perform novel experiments as a consequence of instrumental improvements. In this work we study the properties of the LNLS sources and propose solutions for the optics of a beamline dedicated to protein crystallography. By using computer simulations we propose options to enhance the photon flux in the pre-existing protein crystallography beamlines. Our results point out to the feasibility of a lateral beamline using the MX2 wiggler source, with similar flux to the central beamline.MestradoFísicaMestre em Físic