Synchrotron radiation circular dichroism spectroscopy
સિંક્રોટ્રોન રેડિયેશન સર્ક્યુલર ડિક્રોઇઝમ સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી, જેને સામાન્ય રીતે એસ. આર. સી. ડી. તરીકે ઓળખવામાં આવે છે અને જેને વી. યુ. વી.-સર્ક્યુલર ડિક્રોઇઝમ અથવા વી. યુ. વી. સી. ડી. સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તે સર્ક્યુલર ડિક્રોઇઝમ (સી. ડી.) સ્પેક્ટ્રોસ્કોપીની તકનીકનું શક્તિશાળી વિસ્તરણ છે, જેનો ઉપયોગ ઘણીવાર પ્રોટીન અને ન્યુક્લિક એસિડ જેવા જૈવિક અણુઓના માળખાકીય ગુણધર્મોનો અભ્યાસ કરવા માટે થાય છે. એસ. આર. સી. ડી. ના ભૌતિક સિદ્ધાંતો અનિવાર્યપણે સી. ડી. જેવા જ છે, જેમાં આ તકનીક દ્રાવણમાં નમૂના દ્વારા ડાબી (એ. એલ.) અને જમણી (એ. આર.) ગોળાકાર ધ્રુવીકૃત પ્રકાશ (એ. એલ. = એ. એલ.-એ. આર.) ના શોષણમાં તફાવતને માપે છે. સીડી (એસઆરસીડી) સ્પેક્ટ્રમ મેળવવા માટે નમૂના જન્મજાત ઓપ્ટિકલી સક્રિય (કાયરલ) હોવા જોઈએ, અથવા, કોઈક રીતે કાયરલ ગુણધર્મો ધરાવતા હોવા માટે પ્રેરિત હોવા જોઈએ, કારણ કે ત્યારે જ ડાબી અને જમણી ગોળાકાર ધ્રુવીકૃત પ્રકાશના શોષણમાં અવલોકનક્ષમ તફાવત જોવા મળશે. સી. ડી. પર એસ. આર. સી. ડી. ના મુખ્ય ફાયદા સ્પેક્ટ્રમના વેક્યૂમ અલ્ટ્રા વાયોલેટ (વી. યુ. વી.) અંતમાં વિસ્તૃત તરંગલંબાઇ શ્રેણી પર ડેટાને માપવાની ક્ષમતામાંથી ઉદ્ભવે છે. કારણ કે આ માપ બેન્ચ-ટોપ સીડી મશીન કરતાં વધુ ફોટોન ફ્લક્સ (આપેલ સપાટી વિસ્તારને છાંટતા પ્રકાશની માત્રા) સાથે પ્રકાશ સ્રોતનો ઉપયોગ કરી રહ્યા છે, તેનો અર્થ એ છે કે આ વિસ્તૃત તરંગલંબાઇ પર માહિતી વધુ સચોટ છે કારણ કે પૃષ્ઠભૂમિ અવાજ (સંકેત-થી-અવાજ ગુણોત્તર) પર મોટો સંકેત હોય છે અને, સામાન્ય રીતે, વર્ણપટ રેકોર્ડ કરતી વખતે ઓછા નમૂનાની જરૂર પડે છે અને ડેટામાં વધુ માહિતી સામગ્રી ઉપલબ્ધ હોય છે. એસ. આર. સી. ડી. ડેટાના માપનને સક્ષમ કરવા માટે હવે વિશ્વભરમાં ઘણી બીમલાઇન અસ્તિત્વમાં છે. એસ. આર. સી. ડી. સ્પેક્ટ્રોસ્કોપીની ઉત્પત્તિ સીડી પ્રયોગો માટે તરંગલંબાઇની શ્રેણીને વિસ્તૃત કરવા માટે 1970 સુધી વિચારણા કરવામાં આવી હતી અને તેને પ્રોત્સાહન આપવામાં આવ્યું હતું. ત્રણ સંશોધન જૂથોએ આ શ્રેણીમાં માપનને સક્ષમ કરવા માટે તેમના પોતાના "ઇન-હાઉસ" સીડી મશીનો બનાવ્યા હતા, જેમાં નિષ્ણાત લેમ્પ તેમના પ્રકાશ સ્રોત તરીકે હતા. 1972 માં લોંગ આઇલેન્ડ પર બ્રુકહેવન નેશનલ લેબોરેટરીમાં એક બેઠકમાં પ્રકાશ સ્રોત તરીકે ઉપયોગ કરવા માટે સિંક્રોટ્રોન રેડિયેશન (એસ. આર.) ની દરખાસ્ત કરવામાં આવી હતી, જો કે, આ સફળ થવામાં થોડા વર્ષો વધુ સમય લાગ્યો હતો. 1980 માં બે સંશોધન પત્રોએ પ્રયોગો માટે પ્રકાશ સ્રોત તરીકે એસ. આર. નો ઉપયોગ કરીને સીડી ડેટાના સંગ્રહની જાણ કરી હતી. ખાસ કરીને, તરંગલંબાઇના પ્રદેશોમાં વી. યુ. વી. શ્રેણીમાં ~ 100 નેનોમીટર (એન. એમ.) થી ~ 200 એન. એમ. સુધી સ્પેક્ટ્રા મેળવવામાં આવ્યા હતા, જે મોટાભાગે પ્રયોગશાળા આધારિત બેન્ચ-ટોપ સ્પેક્ટ્રોફોટોમીટર માટે ઉપલબ્ધ ન હતા. સદરલેન્ડ એટ. અલ. સ્પેક્ટ્રમના વી. યુ. વી. ક્ષેત્રમાં અન્ય ગુણધર્મો સાથે સીડી માપવા માટે સક્ષમ બહુમુખી સ્પેક્ટ્રોફોટોમીટરના વિકાસ પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરવામાં આવ્યું હતું, જ્યારે સ્નાઇડર અને રોએ તરંગલંબાઇની શ્રેણી 130.5 nm થી 205 nm માં નાના કાર્બનિક સંયોજનમાંથી સીડી ડેટા એકત્રિત કર્યો હતો. એસ. આર. સી. ડી. બીમલાઇન સુયોજનની સરળ ઝાંખી આકૃતિમાં બતાવ્યા પ્રમાણે, બીમલાઇન ટ્યુબની બાજુઓમાંથી પ્રતિબિંબિત થતા સંભવિત છૂટાછવાયા પ્રકાશને દૂર કરવા માટે સંખ્યાબંધ ગૂંચવણો વપરાય છે. માત્ર એક અરીસાનો ઉપયોગ ફોટોન ફ્લક્સના નુકસાનને ઘટાડે છે જે VUV પ્રદેશમાં સૌથી મહત્વપૂર્ણ છે જ્યાં દૃશ્યમાન તરંગલંબાઇની શ્રેણીની તુલનામાં પરાવર્તકતા નબળી છે. પ્રથમ નિર્મિત એસ. આર. સી. ડી. બીમલાઈનોએ શરૂઆતમાં ઉત્પાદિત એસ. આર. કિરણોત્સર્ગના આંતરિક ગુણધર્મોનો ઉપયોગ કરવાનો પ્રયાસ કર્યો હતો, જેમાં આની ઉપર અને નીચે, ગોળાકાર-ધ્રુવીકૃત ઘટકોના સમાન વિરોધી પ્રદેશો સાથે "કેન્દ્રીય" રેખીય-ધ્રુવીકૃત ઘટક અસ્તિત્વમાં છે. આનો આધાર એ હતો કે કિરાલ નમૂનામાંથી ઉત્પન્ન થતા એકંદર સંકેતને બીમની આ ગોળાકાર ધ્રુવીકૃત લાક્ષણિકતાઓમાંથી મેળવેલા શોષણ તફાવત (સંકેત) દ્વારા વધારવામાં આવશે. આદર્શ પરિસ્થિતિમાં આ અભિગમ કામ કરશે, જો કે, આ સુયોજનમાં એવી રીતે ફેરફાર કરવામાં આવ્યો હતો કે તમામ બીમલાઈનમાં હવે આ ગોળાકાર ધ્રુવીકૃત ઘટકોને દૂર કરવા માટે રેખીય ધ્રુવીકરણ (બતાવ્યા પ્રમાણે) નો સમાવેશ થાય છે. આનું કારણ એ હતું કે બીમ પોઝિશન (બીમ ડ્રિફ્ટ) માં સૌથી નાની હિલચાલ પણ નમૂના પર પ્રહાર કરતા ગોળાકાર ધ્રુવીકૃત ઘટકોના યોગદાનના અસમાન મેળ તરફ દોરી જાય છે અને આનો અર્થ એ થાય છે કે ઉત્પન્ન થયેલ SRCD સંકેત અચોક્કસ અને અવિશ્વસનીય હતો; પરિણામે ઘણીવાર તે બિનઉત્પાદિત હોય છે. જ્યારે સી. સી. ડી. મશીનોને સ્ત્રોત ઝેનોન આર્ક લેમ્પમાંથી પ્રકાશના ઓક્સિજન દ્વારા શોષણને ઘટાડવા માટે નાઇટ્રોજન સાથે શુદ્ધ કરવામાં આવે છે, ત્યારે એસ. આર. સી. ડી. વ્યવસ્થામાં બીમ કેલ્શિયમ ફ્લોરાઇડ (સી. એ. એફ. 2), અથવા સમાન "વી. યુ. વી.-તરંગલંબાઇ પારદર્શક", બારીમાંથી પસાર થાય છે, જ્યાં આ બિંદુ પહેલાંની દરેક વસ્તુ શૂન્યાવકાશમાં હોય છે, અને તેનાથી આગળનું બધું નાઇટ્રોજનમાં હોય છે. બીમ ફોટોઇલાસ્ટિક મોડ્યુલેટર (PEM) સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે જે પરિણામે વૈકલ્પિક જમણી-પછી ડાબી-ગોળાકાર ધ્રુવીકૃત બીમ ઉત્પન્ન કરે છે અને આ હવે નમૂના સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે. નમૂના દ્વારા પરિણામી શોષણ તફાવતને ફોટોમલ્ટીપ્લાયર ટ્યુબ (પીએમટી) દ્વારા માપવામાં આવે છે અને વિસ્તૃત કરવામાં આવે છે અને આમાંથી એસઆરસીડી સ્પેક્ટ્રમ નોંધવામાં આવે છે. એસ. આર. સી. ડી. અભ્યાસ માટે ઉપયોગમાં લેવાતી તરંગલંબાઇની શ્રેણી સામાન્ય રીતે યુવીથી વી. યુ. વી. પ્રદેશમાં હોય છે અને આની નીચે જઈ શકે છે; સંભવિત રીતે ~ 100 એનએમથી, દૃશ્યમાન પ્રદેશ સુધી, ~ 400 એનએમ. ચોક્કસ શ્રેણી કે જેના પર માહિતી એકત્રિત કરી શકાય છે તે બીમલાઇન સેટ અપ, નમૂનાની તૈયારી અને ઉપયોગમાં લેવાતા પીએમટી ડિટેક્ટરની તરંગલંબાઇ શ્રેણી પર આધાર રાખે છે. નીચલા તરંગલંબાઇના કાપને મર્યાદિત કરનારા પ્રાથમિક પરિબળોમાંથી એક એ છે કે નમૂના સામાન્ય રીતે દ્રાવણમાં હોય છે કારણ કે મોટી જળ શોષણ પટ્ટી ~ 167 એનએમ કેન્દ્રિત હોય છે. આ ઉચ્ચ શોષણ પૃષ્ઠભૂમિ ખૂબ જ નાના સીડી તફાવત સંકેતને માપવાની કોઈપણ સંભાવનાને ભેજવાળી બનાવે છે, જો કે દ્રાવક તરીકે ડ્યુટેરેટેડ વોટર (D2O) નો ઉપયોગ દ્રાવકના શોષણને ઘટાડે છે, જેનાથી તરંગલંબાઇની માહિતી સંગ્રહની નીચી શ્રેણીમાં ~ 10 nm નો વધારો થાય છે. દ્રાવ્ય પાણીને સંપૂર્ણપણે દૂર કરીને, પરિણામે એક ફિલ્મ બનાવવાનો અર્થ એ છે કે માહિતીને લગભગ ~ 130 એનએમ સુધી નોંધપાત્ર રીતે ઓછી તરંગલંબાઇ સુધી રેકોર્ડ કરી શકાય છે. પરંપરાગત સી. ડી. મશીનો પર ફાયદા પ્રયોગશાળા આધારિત સી. સી. ડી. મશીનો પર એસ. આર. સી. ડી. માટેના મુખ્ય ફાયદા સ્રોત તરીકે સિંક્રોટ્રોન પ્રકાશ ઉત્સર્જનના ઉપયોગથી ઉદ્ભવે છે. ~ 170 એનએમ અને ~ 350 એનએમ વચ્ચેના પ્રદેશમાં સંખ્યાબંધ જૈવિક રીતે રસપ્રદ શોષણ પટ્ટાઓ જોવા મળે છે. પ્રોટીન માટે આ તેમના ગૌણ અને તૃતીય માળખામાંથી આવે છે, જ્યારે ન્યુક્લિક એસિડ (ડીએનએ અને આરએનએ) માટે માળખાકીય બેન્ડ અને સૅકરાઇડ્સ પણ આ પ્રદેશમાં સ્થિત છે. જો કે, સી. સી. ડી. મશીનો માટે સ્રોતમાંથી ફોટોન પ્રવાહ તરંગલંબાઇની શ્રેણીમાં લગભગ બે ક્રમમાં 250 એનએમથી 180 એનએમ સુધી ઘટે છે, જે આ જૈવિક અણુઓ માટે સૌથી વધુ મહત્વના પ્રદેશમાં છે. તેનાથી વિપરીત, સામાન્ય રીતે, આ પ્રદેશમાં એસ. આર. સી. ડી. બીમલાઇન માટે ફોટોન ફ્લક્સ સી. સી. ડી. મશીન કરતા વધુ તીવ્રતાના ઓછામાં ઓછા ત્રણ ક્રમ હોય છે, જે તે સ્તરને ~ 150 એનએમ સુધી જાળવી રાખે છે. વધેલા પ્રવાહનો અર્થ એ છે કે નમૂનામાંથી માપેલા સંકેતો પૃષ્ઠભૂમિ અવાજની તુલનામાં વધશે, તેથી નમૂનાના સંકેત-થી-અવાજ ગુણોત્તરમાં નોંધપાત્ર સુધારો થયો છે. આનાથી નોંધાયેલા ડેટાની ચોકસાઈમાં સુધારો થશે એટલે કે પરિણામોમાં વધુ વિશ્વાસ સાથે અર્થઘટન હાથ ધરવામાં આવી શકે છે. વધેલા પ્રવાહનો વધુ ફાયદો એ છે કે સિગ્નલની તાકાતમાં નોંધપાત્ર વધારો જાળવી રાખીને નમૂનાની સાંદ્રતામાં ઘટાડો કરી શકાય છે, તેથી જે નમૂનાઓનું જથ્થામાં ઉત્પાદન કરવું મુશ્કેલ હોય તેમને સી. સી. ડી. મશીનને બદલે એસ. આર. સી. ડી. માંથી ઉપયોગી સી. ડી. ડેટા ઉત્પન્ન કરવાની વધુ તક હોય છે. નીચલી તરંગલંબાઇની શ્રેણીમાં વધારો વિશ્લેષણ માટે વધુ વર્ણપટ ડેટા પ્રદાન કરે છે, જેનો અર્થ છે કે તે ડેટામાં વધુ માહિતી સામગ્રી ઉપલબ્ધ છે, જેનો અર્થ છે કે વધુ પરિમાણો, અહીં પ્રોટીન માળખામાં ગૌણ માળખાની સુવિધાઓ, ચોક્કસપણે નક્કી કરી શકાય છે. ટેકનીક વૃદ્ધિ અને વિકાસ જ્યારે તેના ઉપયોગના પ્રથમ અહેવાલો 1980ના હતા, ત્યારે લંડન યુનિવર્સિટીના બર્કબેક કોલેજમાં પ્રોફેસર બોની વોલેસના કાર્યને કારણે એસ. આર. સી. ડી. ની ટેકનીક ખરેખર બે દાયકા પહેલાં શરૂ થઈ હતી. આશરે 2000 થી, આ ક્ષેત્રમાં તેમના ઉદ્દેશો તકનીકી સુધારાઓ દ્વારા ગુણવત્તાયુક્ત માહિતીના સંગ્રહને વધારવા અને એસ. આર. સી. ડી. દ્વારા પ્રદાન કરવામાં આવતી નવીન માહિતીને દર્શાવતા "પ્રૂફ-ઓફ-પ્રિન્સિપલ" એપ્લિકેશન અભ્યાસો દર્શાવવા બંને પર કેન્દ્રિત હતા. ડેર્સબરી લેબોરેટરી ખાતે સીડી12 બીમલાઇનના સિંક્રોટ્રોન રેડિયેશન સોર્સ (એસ. આર. એસ.) પરનું બાંધકામ, 2005માં સેન્ટર ફોર પ્રોટીન એન્ડ મેમ્બ્રેન સ્ટ્રક્ચર એન્ડ ડાયનેમિક્સ (સી. પી. એમ. એસ. ડી.) ના આશ્રય હેઠળ ખોલવામાં આવ્યું હતું, જેમાં વોલેસ ડિરેક્ટર હતા, જે નવી, સમર્પિત, બીજી પેઢીની એસ. આર. સી. ડી. બીમલાઇનમાંથી પ્રથમનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે. તે ઝડપથી ઓળખવામાં આવ્યું હતું કે સી. ડી. 12 માંથી ઉચ્ચ ફોટોન પ્રવાહ પ્રોટીન નમૂનાના વિકૃતિકરણનું કારણ બની રહ્યો હતો પરંતુ તે નમૂનાના વિસ્તારને ઇરેડિયેશન કરીને ઘટાડીને ઉકેલી શકાય તેવું હતું. પછીના અભ્યાસોએ ફ્લક્સ થ્રેશોલ્ડ મર્યાદાઓને ઓળખી છે જે એસ. આર. સી. ડી. પ્રોટીન વિકૃતિકરણને પ્રેરિત કરે છે. વોલેસ લેબમાંથી એસ. આર. સી. ડી. ના વિકાસના પ્રારંભિક વર્ષો સુધીના ઇનપુટમાં એસ. આર. સી. ડી. અને સી. સી. ડી. સ્પેક્ટ્રોફોટોમીટરના કેલિબ્રેશન અને માનકીકરણની રજૂઆત, સી. ડી. ટૂલ અને સી. ડી. ટૂલએક્સનો ઉપયોગ કરીને સ્પેક્ટ્રલ ડેટાની પ્રક્રિયા કરવા માટે સોફ્ટવેરની રચના અને ડીક્રોવેબનો ઉપયોગ કરીને ડેટાનું વિશ્લેષણ અને આ ડેટા વિશ્લેષણને ટેકો આપવા માટે પ્રોટીનના સંદર્ભ ડેટા સેટની પેઢીનો પણ સમાવેશ થાય છે. વધુમાં, તેમની પ્રયોગશાળાએ ઓછી માર્ગ લંબાઈવાળા નમૂના કોષોનું ઉત્પાદન કર્યું હતું, અને સામગ્રી (CaF2) નો ઉપયોગ કરીને, જે VUV કિરણોત્સર્ગ માટે પારદર્શક હતી, જેણે SRCD નીચી તરંગલંબાઇવાળા પ્રદેશોમાં માહિતીના સંગ્રહમાં નોંધપાત્ર વધારો કર્યો હતો. વિશ્વભરના વિવિધ સિંક્રોટ્રોન પર નવી એસ. આર. સી. ડી. બીમલાઈન બનાવવામાં આવી હતી. ડેનમાર્કમાં આર્હસ યુનિવર્સિટીના ભૌતિકશાસ્ત્ર અને ખગોળશાસ્ત્ર વિભાગમાં કાર્યરત રિંગ 2005માં સમર્પિત બીજી પેઢીનું સિંક્રોટ્રોન બની ગયું હતું. આખરે આ વીંટીમાં બે SRCD બીમલાઈન હતી, UV1 અને CD1, જે નવી ત્રીજી પેઢીની વીંટી, ASTRID2,2013/14 માં, AU-UV અને AU-CD તરીકે સ્થાનાંતરિત થઈ હતી. ફ્રાન્સના પેરિસ નજીક સોલીલ સિંક્રોટ્રોને 2005ની આસપાસ એક સમર્પિત એસ. આર. સી. ડી. બીમલાઇન, ડિસ્કો શરૂ કરી હતી. હિરોશિમા સિંક્રોટ્રોન રેડિયેશન સેન્ટર ખાતે, જેને હાઈએસઓઆર તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તે જ સમયગાળામાં વી. યુ. વી. સી. ડી. બીમલાઇનનું નિર્માણ કરવામાં આવ્યું હતું, જ્યારે થોડા સમય પછી 2009માં ચીનના બેઇજિંગમાં એસ. આર. સી. ડી. બીમલાઇનનું નિર્માણ કરવામાં આવ્યું હતું. આ ચોક્કસ બીમલાઇન અનન્ય છે કારણ કે સિંક્રોટ્રોન જે તેના પ્રકાશ સ્રોત તરીકે કામ કરે છે તે બેઇજિંગ ઇલેક્ટ્રોન પોઝિટ્રોન કોલાઇડરની ઇલેક્ટ્રોન વહન રિંગ પણ છે. 2008માં બંધ થયેલ એસ. આર. એસ. ને યુકેમાં ડાયમંડ લાઇટ સોર્સ દ્વારા રદ કરવામાં આવ્યું હતું, જેના પર 2010માં એસ. આર. સી. ડી. બીમલાઇન ઉપયોગ માટે ખોલવામાં આવી હતી. એસ. આર. એસ. બંધ થતાં સીડી12 એસ. આર. સી. ડી. બીમલાઇનને જર્મનીના કાર્લ્સરુહેમાં કાર્લ્સરુહે ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઓફ ટેકનોલોજી (કે. આઈ. ટી.) નો ભાગ એ. એન. કે. એ. સિંક્રોટ્રોન રેડિયેશન ફેસિલિટી (હવે કે. એ. આર. એ. તરીકે ઓળખાય છે) માં ખસેડવામાં આવી હતી અને તેના પર સ્થાપિત કરવામાં આવી હતી. આ બીમલાઇન 2011 માં વપરાશકર્તાઓ માટે ખોલવામાં આવી હતી પરંતુ 2021 માં બંધ કરવામાં આવી હતી. હાલમાં બ્રાઝિલના કેમ્પિનાસમાં સિરિયસ સિંક્રોટ્રોન પ્રકાશ સ્રોત પર નિર્માણાધીન (જૂન 2023 સુધીમાં) નવી SRCD બીમલાઇન, CEDRO છે. એપ્લિકેશનોના ઉદાહરણો તેમના સંશોધન અભ્યાસોમાં એસ. આર. સી. ડી. નો ઉપયોગ કરનારા કેટલાક પ્રકાશિત કાર્યો પર પ્રકાશ પાડવો આ તકનીકની શક્તિને શ્રેષ્ઠ રીતે સમજાવે છે. સિગ્નલ-ટુ-ઘોંઘાટ ગુણોત્તરમાં વધારો થવાને કારણે સુધારેલ રચનાત્મક વિશ્લેષણ મોતિયા એ મનુષ્યમાં અંધત્વનું પ્રાથમિક કારણ છે અને એક ચોક્કસ પ્રોટીન, γD-સ્ફટિકમાં પરિવર્તનને આ રોગના સંખ્યાબંધ જન્મજાત સ્વરૂપો સાથે જોડવામાં આવ્યું છે. પોલિપેપ્ટાઇડ સાંકળના 23મા સ્થાને એમિનો એસિડ પરિવર્તન, પ્રોલિન (પી) થી થ્રેઓનિન (ટી) ને આ બિમારીના ઓછામાં ઓછા ચાર અલગ-અલગ સ્વરૂપો સાથે જોડવામાં આવ્યું છે. એસ. આર. સી. ડી. ની તપાસ જંગલી પ્રકારના પ્રોટીન અને બે પ્રકારો પર હાથ ધરવામાં આવી હતી, રોગમાં જોવા મળતા પી23ટી મ્યુટન્ટ, અને સંબંધિત ફેરફાર, પી23એસ (પ્રોલિનથી સેરીન, રાસાયણિક રીતે થ્રેઓનિન જેવું એમિનો એસિડ), મોતિયા રચનાના કારણની પ્રકૃતિ સ્થાપિત કરવા માટે. કારણભૂત પરિબળ તરીકે બે સંભવિત કારણો સૂચવવામાં આવ્યા હતા; મ્યુટન્ટ પ્રોટીનની ઓછી દ્રાવ્યતા, અથવા મ્યુટેશન દ્વારા રજૂ કરવામાં આવતા પ્રોટીનની રચનામાં અસ્થિરતા. નોંધપાત્ર રીતે, કારણ કે મ્યુટન્ટમાં મર્યાદિત દ્રાવ્યતા હતી, પ્રયોગશાળા આધારિત સી. ડી. મશીનો માત્ર ખૂબ જ ઘોંઘાટીયા સ્પેક્ટ્રા પ્રદાન કરવામાં સક્ષમ હતા અને પરિણામે માહિતી અવર્ણનીય હતી. જો કે, ઉત્પાદિત એસ. આર. સી. ડી. સ્પેક્ટ્રા તેમના ડેટા સાથે સંકળાયેલ ખૂબ જ ઓછો ઘોંઘાટ ધરાવે છે, જેમાં મ્યુટન્ટનો સમાવેશ થાય છે, અને સ્પષ્ટપણે દર્શાવે છે કે જંગલી-પ્રકાર, મ્યુટન્ટ અને સંબંધિત પ્રોટીનની રચનાઓ બધામાં ખૂબ સમાન રચનાઓ હતી. આ માહિતીએ એ પણ સ્થાપિત કર્યું કે મ્યુટન્ટ થર્મલ ડિનેચ્યુરેશનમાં સ્થિરતા જાળવી રાખે છે, જે જંગલી પ્રકારના પ્રોટીન જેવું જ છે. ડેટા પુષ્ટિ કરે છે કે મોતિયા માટેનું કારણભૂત પરિબળ P23T પરિવર્તન સાથે સંકળાયેલ દ્રાવ્યતામાં ઘટાડો હતો અને પ્રોટીનની સ્થિરતામાં ફેરફાર નહોતો. ઉચ્ચ સ્તરની લવચીકતાને કારણે, બેક્ટેરિયલ વોલ્ટેજ-ગેટેડ સોડિયમ ચેનલોના એક્સ્ટ્રામેમ્બ્રેનસ સી-ટર્મિનલ ડોમેનની રચના નક્કી કરવી મુશ્કેલ સાબિત થઈ હતી. સંશ્લેષિત ચેનલોની શ્રેણીનો ઉપયોગ કરીને જ્યાં આ સી-ટર્મિનલ ડોમેનને કાપવામાં આવ્યું હતું, કેટલાક કિસ્સાઓમાં રચનાઓ વચ્ચેના એક એમિનો એસિડના તફાવત દ્વારા, વોલેસ પ્રયોગશાળાએ આ પ્રદેશની રચનાને સફળતાપૂર્વક ઓળખવા માટે એસઆરસીડીનો ઉપયોગ કર્યો હતો. આંતરિક રીતે અવ્યવસ્થિત પ્રોટીન (આઇ. ડી. પી.) અને આંતરિક રીતે અવ્યવસ્થિત પ્રદેશો (આઇ. ડી. આર.) આંતરિક રીતે અવ્યવસ્થિત પ્રોટીન (આઇ. ડી. પી.) દ્રાવણમાં ખૂબ જ મર્યાદિત જન્મજાત માળખું ધરાવે છે પરંતુ ખાસ કરીને પ્રોટીન અથવા આર. એન. એ. જેવા ભાગીદાર અણુઓ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતી વખતે આકાર મેળવે છે; જો કે, તેમની પરિણામી રચના ઘણીવાર આ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દ્વારા નિર્ધારિત થાય છે. વધુમાં, કેટલાક પ્રોટીનમાં માળખા વિનાના ક્રમના વિભાગો હોય છે, જેને આંતરિક રીતે અવ્યવસ્થિત પ્રદેશો (આઇ. ડી. આર.) કહેવામાં આવે છે, જે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા પર માળખું પણ મેળવે છે. જુદા જુદા ભાગીદારો સાથે જુદા જુદા આકારો હોવાનો અર્થ એ છે કે તેઓ કાર્યાત્મક તેમજ માળખાકીય રીતે લવચીક છે, જે તેમને સંકેત માર્ગો માટે કેન્દ્રિય રીતે મહત્વપૂર્ણ બનાવે છે અને ઉદાહરણ તરીકે નિયમન/નિયંત્રણ પરિબળો તરીકે. આઇ. ડી. પી. (અને આઇ. ડી. આર. જો બાકીના પ્રોટીનથી અલગ થવામાં સક્ષમ હોય તો) દ્રાવણમાં એક અલગ એસ. આર. સી. ડી. વર્ણપટ દેખાવ ધરાવે છે, જેનો અર્થ છે કે ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા ઉદ્ભવતા તેમના વર્ણપટમાં ફેરફારો માળખાકીય અને કાર્યાત્મક બંને રીતે શું થઈ રહ્યું છે તેની સમજ મેળવવાની આદર્શ તક પ્રદાન કરે છે. વધુમાં, એસ. આર. સી. ડી. અભ્યાસોએ દર્શાવ્યું છે કે જ્યારે આ પ્રોટીનમાંથી દ્રાવક પાણીને દૂર કરવામાં આવે છે, ત્યારે ફિલ્મ ઉત્પન્ન થાય છે, ત્યારે માળખામાં વધારો થાય છે અને વધુ સી. ડી. સંક્રમણ બેન્ડને નીચલા વી. યુ. વી. તરંગલંબાઇના પ્રદેશમાં માપી શકાય છે કારણ કે પાણી શોષણ બેન્ડ હાજર નથી માયેલિન એ અવાહક આવરણ છે જે મધ્યમાં રચાય છે, (સી. એન. એસ.) અને પેરિફેરલ ચેતાતંત્ર, (પી. એન. એસ.) ચેતા કોષ ચેતા કોષોને ઘેરી લે છે, જેનાથી તેમની સાથે મોકલવામાં આવતી વિદ્યુત આવેગ, ક્રિયા ક્ષમતા વધે છે અને જાળવી રાખે છે. મોટે ભાગે લિપિડના બનેલા, માઇલિન ઘટકોમાં ચોક્કસ પ્રોટીન હોય છે, જેની ભૂમિકા માઇલિનને જોડાયેલા સ્તરોમાં ગોઠવવાની હોય છે. આમાંથી બે પ્રોટીન માયેલિન બેઝિક પ્રોટીન (એમબીપી) છે, જે મુખ્યત્વે સીએનએસમાં આઇડીપી છે, અને માયેલિન પ્રોટીન ઝીરો (પી0) જેમાં આઇડીઆર વિભાગ (પી0સીટી) હોય છે અને જે પીએનએસની અંદર ચાવીરૂપ છે. એમ. બી. પી. અને પી. ઓ. સી. ટી. નો ઉપયોગ એક અભ્યાસમાં કરવામાં આવ્યો હતો, જેમાં ડીપમાઇન્ડ દ્વારા વિકસાવવામાં આવેલા આર્ટિફિશિયલ ઇન્ટેલિજન્સ પ્રોગ્રામ આલ્ફાફોલ્ડ 2 દ્વારા પેદા કરવામાં આવેલા તેમના આઇ. ડી. પી. અને આઇ. ડી. આર. પ્રોટીન માળખાઓની આગાહીઓનું કોઈ મહત્વ છે કે કેમ તે સ્થાપિત કરવા માટે મુખ્ય પરિબળ તરીકે એસ. આર. સી. ડી. ડેટાનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. PDB2CD, એક પેકેજ કે જે પ્રોટીન પરમાણુ કોઓર્ડિનેટ્સમાંથી SRCD સ્પેક્ટ્રા ઉત્પન્ન કરે છે, તેનો ઉપયોગ આલ્ફાફોલ્ડ 2 માળખાઓમાંથી સ્પેક્ટ્રાની ગણતરી કરવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો, અને પછી આ સ્પેક્ટ્રાની સરખામણી વિવિધ આજુબાજુની પરિસ્થિતિઓમાં MBP અને P0ct પ્રોટીનમાંથી એકત્રિત કરવામાં આવેલા SRCD પ્રાયોગિક સ્પેક્ટ્રા સાથે કરવામાં આવી હતી; સોલ્યુશન, ડિટર્જન્ટ અને લિપિડ-બાઉન્ડ સ્ટેટ્સ. અભ્યાસમાં જણાવવામાં આવ્યું છે કે SRCD સરખામણીઓમાંથી, MBP અને P0ct માટે આલ્ફાફોલ્ડ 2 દ્વારા આગાહી કરાયેલ માળખાઓ જ્યારે પ્રોટીન SRCD સંકેતોના લિપિડ પટલ ખાંડના ફેરફાર સાથે બંધાયેલા હતા ત્યારે તેમની સાથે મજબૂત સામ્યતા ધરાવે છે પ્રોટીન માળખામાં જોવા મળતું એક મુખ્ય લક્ષણ એ છે કે પોસ્ટ ટ્રાન્સલેશનલ ફેરફાર દ્વારા ચોક્કસ એમિનો એસિડ અવશેષોમાં શર્કરા (ગ્લાયકોસિલેશન) નો ઉમેરો. ખાંડની જટિલ રચનાઓને આ સ્થળો સાથે જોડી શકાય છે, અને આ આ પ્રોટીનના ગુણધર્મોમાં નોંધપાત્ર ફેરફાર કરી શકે છે, જે તેમની હાજરીનું મુખ્ય કારણ છે. જોડાયેલ શર્કરા કેટલાક પ્રોટીનને તેમના યોગ્ય આકારમાં ફોલ્ડ કરવામાં મદદ કરી શકે છે; તેથી, પ્રોટીનની રચનાને અસર કરવી એ સંભવિત પરિણામ છે. વી. યુ. વી. પ્રદેશમાં વિસ્તૃત તરંગલંબાઇની શ્રેણીને કારણે સીધા જ વિવિધ આસપાસના વાતાવરણમાંથી ઉદ્ભવતા કોઈપણ રચનાત્મક તફાવતોને નક્કી કરવા માટે એસ. આર. સી. ડી. આદર્શ રીતે સારી રીતે અનુકૂળ છે જે વધુ માહિતી સામગ્રી પ્રદાન કરે છે. જો કે, જોડાયેલ શર્કરા એસ. આર. સી. ડી. સંકેતમાં ફાળો આપી શકે છે કારણ કે તેમના સંક્રમણો સ્પેક્ટ્રમના વી. યુ. વી. અંત તરફ વધુ સ્થિત છે. આનો અર્થ એ છે કે તેમની હાજરી પરિણામે પ્રોટીનની ગૌણ માળખાની સામગ્રીનું સચોટ માપ મેળવવામાં સમસ્યા ઊભી કરી શકે છે. માત્સુઓ. અને ગેક્કોએ પસંદ કરેલા સૅકરાઇડ્સના વી. યુ. વી. સી. ડી. સ્પેક્ટ્રાના સીમાચિહ્નરૂપ અભ્યાસનું નિર્માણ કર્યું, જેનાથી તે દર્શાવવામાં આવ્યું કે ગ્લાયકોપ્રોટીન તેમની ખાંડની સામગ્રીમાંથી તેમના સ્પેક્ટ્રામાં યોગદાન આપશે. આ અને વધુ અભ્યાસોમાંથી તેઓએ દર્શાવ્યું હતું કે શર્કરામાંથી ઉદભવેલી એસ. આર. સી. ડી. સ્પેક્ટ્રલ લાક્ષણિકતાઓ તેમની રચનાઓમાં ઘણા પરિબળોને આભારી હોઈ શકે છેઃ સૅકરાઇડના સી 1 અણુ વિશે હાઇડ્રોક્સિલ જૂથની ગોઠવણી (આલ્ફા અથવા બીટા રચના, અથવા અનુક્રમે ખાંડની વીંટીના સમતલમાં લગભગ અક્ષીય અથવા વિષુવવૃત્તીય), બાકીના હાઇડ્રોક્સિલ જૂથોની અક્ષીય અથવા વિષુવવૃત્તીય સ્થિતિ, સી 5 હાઇડ્રોક્સિમિથાઇલ જૂથની ટ્રાન્સ અથવા ગૌચ પ્રકૃતિ અને ખાંડના મોનોમર્સ વચ્ચે ગ્લાયકોસિડિક જોડાણ (1-4 અથવા 1-6). આ માહિતીનો ઉપયોગ કરીને, વોલેસ જૂથે એવા પ્રયોગોમાં વોલ્ટેજ-ગેટેડ સોડિયમ ચેનલના ગ્લાયકોસિલેશનની તપાસ કરી હતી જે એ હકીકત પર આધાર રાખે છે કે ઘટકોના મિશ્રણનું સીડી (એસઆરસીડી) સ્પેક્ટ્રમ એ તે તમામ ઘટકોનો સરવાળો છે. તેનો ઉદ્દેશ એ સ્થાપિત કરવાનો હતો કે માળખા સાથે જોડાયેલ શર્કરા સાથે અને વગર ચેનલના ત્રિ-પરિમાણીય માળખામાં તફાવત છે કે કેમ; જ્યારે શર્કરા જોડાયેલી હોય ત્યારે શું ગ્લાયકોસિલેશન આ ચેનલોના કાર્યમાં કોઈ નોંધપાત્ર ભૂમિકા ભજવે છે? એસ. આર. સી. ડી. વર્ણપટના ત્રણ પ્રાયોગિક સમૂહો એકત્રિત કરવામાં આવ્યા હતા; બિન-ગ્લાયકોસિલેટેડ અને ગ્લાયકોસિલેટેડ ચેનલ માળખાં અને વધુ એક અલગ ખાંડના ઘટકો કે જે સંયુક્ત રીતે ચેનલ સાથે જોડાયેલા ઘટકો બનાવે છે. ગ્લાયકોસિલેટેડમાંથી બિન-ગ્લાયકોસિલેટેડ ચેનલના વર્ણપટને દૂર કરીને તેઓએ દર્શાવ્યું કે પરિણામી તફાવત વર્ણપટ ખાંડના ઘટકોને અનુરૂપ છે. આનો અર્થ એ થયો કે ગ્લાયકોસિલેટેડ અને નોન-ગ્લાયકોસિલેટેડ ચેનલ માળખાઓ વચ્ચે કોઈ માળખાકીય તફાવત ન હતો, તેથી ખાંડના જોડાણએ તેમના કાર્યમાં કોઈ મહત્વની ભૂમિકા ભજવી ન હતી તેલ-પાણીના આંતરપૃષ્ઠ પર ગોળાકાર પ્રોટીનના રચનાત્મક ફેરફારો સૌપ્રથમ 2010 માં આ પદ્ધતિ દ્વારા અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો હતો, તાજેતરની તપાસમાં દ્રાવણમાં માળખામાં તફાવતોની તપાસ કરવા માટે એસઆરસીડીનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો અને જ્યારે તેલ-પાણીના આંતરપૃષ્ઠ પર, સંભવિત પ્રવાહી મિશ્રણ એજન્ટો તરીકે સીવીડ, બેક્ટેરિયા અને બટાટામાંથી મેળવેલા પેપ્ટાઇડ્સના. અભ્યાસ કરાયેલા આમાંથી, બેક્ટેરિયામાંથી પેપ્ટાઇડ પ્રવાહી મિશ્રણ એજન્ટ અને એન્ટીઑકિસડન્ટ સંયોજનને સ્થિર કરવા બંનેમાં સૌથી અસરકારક સાબિત થયું અસ્તિત્વમાં છે તે બીમલાઈન્સ કોષ્ટકમાં સૂચિબદ્ધ વિશ્વભરમાં સંખ્યાબંધ એસ. આર. સી. ડી. બીમલાઈન્સ અસ્તિત્વમાં છે, અથવા તેનું નિર્માણ કરવામાં આવી રહ્યું છે (2023 સુધીમાં). 2022 સુધીમાં ભૂતપૂર્વ SRCD બીમલાઇન CD12 (KARA પર) ના ઘટકો હવે ડિસ્કો બીમલાઇન પર સ્થાપિત કરવામાં આવ્યા છે આ સુવિધા બેઇજિંગ ઇલેક્ટ્રોન પોઝિટ્રોન કોલાઇડર (BEPC) ના ભાગ રૂપે પણ ચાલે છે આ બીમલાઇન પર બે મોડ્યુલો (A અને B) અસ્તિત્વમાં છે આ બીમલાઇન બાંધકામ હેઠળ છે અને જૂન 2023 સુધી તેનો "પ્રથમ પ્રકાશ" પ્રાપ્ત થયો સંદર્ભો સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી