Rentgenstaru kristalogrāfija ir ārkārtīgi precīzs, bet arī sarežģīts un dārgs līdzeklis konkrētas molekulas vai makromolekulas precīzas struktūras attēlošanai kristāla režģī. Tā kā daudzveidīgs materiālu kopums ražo kristālus, tostarp sāļus, metālus, minerālus, pusvadītājus un dažādas neorganiskas, organiskas un bioloģiskas molekulas, rentgenstaru kristalogrāfija ir būtiska daudzās zinātnes jomās. Kristāls ir jebkurš regulāri atkārtots vienību šūnu izvietojums, kuru izmērs svārstās no mazāk nekā 100 atomiem – mazo molekulu kristalogrāfija – līdz desmitiem tūkstošu – makromolekulārā kristalogrāfija).
Rentgenstaru kristalogrāfija ir slavena ar to, ka tā ir rīks, ko pirmo reizi izmantoja, lai atklātu DNS struktūru, bet to izmantoja arī dimanta, galda sāls, penicilīna, daudzu olbaltumvielu un veselu vīrusu struktūras noteikšanai. Kopumā, izmantojot rentgena kristalogrāfiju, ir aprakstītas vairāk nekā 400,000 XNUMX struktūru. Tos var atrast Kembridžas struktūru datu bāzē.
Lai analizētu paraugu, izmantojot rentgena kristalogrāfiju, vispirms jāiegūst augstas tīrības pakāpes pētāmā materiāla kristāls ar ļoti regulāru struktūru. Tas bieži vien ir grūtākais, jo daudziem kristāliem ir nanometru mēroga defekti, kas apgrūtina rentgenstaru kristalogrāfiju.
Pēc tam paraugs tiek pakļauts intensīvam vienmērīga viļņa garuma rentgena staru kūlim. Šie rentgena stari rada difrakcijas modeli, jo tie atspoguļo paraugu. Šis difrakcijas modelis ir nedaudz līdzīgs tam, ko novēro, kad dīķī tiek iemesti vairāki akmeņi – kur viļņi krustojas, ir virsotnes, kas veido difrakcijas modeli.
Lēnām pagriežot kristālu, sasitot to ar rentgena stariem un rūpīgi reģistrējot difrakcijas modeļus katrā orientācijā, var iegūt elektronu blīvuma karti. Pēc tam šo elektronu blīvuma karti izmanto, lai formulētu hipotēzi par atoma struktūru, kurai tā atbilst. Pēc tam difrakcijas modeļus analizē, ņemot vērā hipotēzi, un, ja šķiet ticami, ka dotā struktūra radītu novēroto difrakcijas modeli, tiek izdarīts secinājums. Pēc tam rezultāts tiek augšupielādēts iepriekš minētā veida centrālajā datubāzē.