Biologische kleine-hoek röntgenverstrooiing (SAXS) is een experimentele techniek die structurele informatie met een lage resolutie over macromoleculen verschaft. De enorme populariteit van de techniek is het resultaat van recente verbeteringen in zowel software als hardware, waardoor gegevensverzameling en -analyse met hoge doorvoer mogelijk is, weerspiegeld in het toenemende aantal speciale SAXS-bundellijnen zoals BM29 op de ESRF, P12 bij EMBL Hamburg en B21 bij Diamond Light Source.

Echter, zoals voor de meeste andere macromoleculaire structurele technieken, stralingsschade is nog steeds een belangrijke factor die het succes van experimenten belemmert. Het hoge oplosmiddelgehalte van biologische SAXS-monsters betekent dat hydroxyl, hydroperoxylradicalen en gehydrateerde elektronen worden in overvloed geproduceerd door de radiolyse van water wanneer het wordt bestraald met röntgenstralen. Deze radicalen kunnen dan interageren met de eiwitmoleculen, uiteindelijk leidend tot eiwitaggregatie, fragmentatie of ontplooiing. Verder, moleculaire afstoting als gevolg van eiwitoplading kan ook de verstrooiing onder lage hoeken verminderen.

Veelvoorkomende methoden die worden gebruikt om stralingsschade aan biologische SAXS-monsters te verminderen, zijn over het algemeen gericht op het beperken van de röntgenblootstelling tot een bepaald monstervolume. Op analoge wijze, Er is gemeld dat cryokoelingsmonsters tot 100 K voor SAXS (cryoSAXS) de dosistolerantie van SAXS-monsters met ten minste twee ordes van grootte verhogen.

Toepassingen van de bovenstaande benaderingen voor het beperken van stralingsschade zijn niet in staat om de schadelijke effecten ervan volledig te omzeilen, in het bijzonder de verandering van het verstrooiingsprofiel gedurende het experiment. Het is noodzakelijk om te bepalen of twee verstrooiingsprofielen vergelijkbaar zijn, zodat ruis kan worden verminderd door middeling over vergelijkbare curven.

Om experimenten van verschillende onderzoekers onderling vergelijkbaar te maken, de progressie van stralingsschade wordt het meest bruikbaar gevolgd als een functie van de door het monster geabsorbeerde dosis. RADDOSE-3D is een gratis en open source softwareprogramma dat wordt gebruikt om de tijd- en ruimte-opgeloste driedimensionale verdeling te berekenen van de dosis die wordt geabsorbeerd door een eiwitkristal in een macromoleculair kristallografie-experiment; echter, er is geen gelijkwaardige software beschikbaar voor SAXS. Stralingsschadestudies in SAXS vereisen dus momenteel dat de onderzoekers het experiment correct parametriseren en handmatig een enkele schatting van de dosis in het monster berekenen.

In een paper gepubliceerd door Brooks-Bartlett et al. [(2017), J. Synchrotron. Rad. 24, doi:101107/S1600577516015083], uitbreidingen op RADDOSE-3D worden gepresenteerd, die de gemakkelijke berekening van doses voor SAXS-experimenten mogelijk maken, het verminderen van de last van het handmatig uitvoeren van de berekening. Aanvullend, de auteurs hebben een visualisatiepakket gemaakt om de gelijkenis van SAXS-frames te beoordelen en hebben deze hulpmiddelen gebruikt om de werkzaamheid te beoordelen van verschillende radioprotectieve verbindingen voor het verhogen van de stralingstolerantie van het glucose-isomerase-eiwitmonster.