Tinh the hoc tia X la nganh khoa hoc xac đinh su sap xep cua cac nguyen tu ben trong mot tinh the dua vao du lieu ve su phan tan cua cac tia X sau khi chieu vao cac electron cua tinh the. Sau khi xay dung đuoc hinh anh 3 chieu cua mat đo cac electron ben trong tinh the, vi tri cua nguyen tu tinh trung binh, cac lien ket hoa hoc... co the đuoc thu thap.
Buoc quan trong trong tinh the hoc tia X la su nhieu xa tia X tu tinh the. Mot tinh the la mot vat ran voi cac nguyen tu ben trong co trat tu co đinh va đuoc lap đi lap lai doc theo 3 huong chinh goi la vector co so hay vector luoi (bais  hay lattice). Nhieu chat co the chuyen ve dang tinh the nhu muoi, kim loai, khoang chat, chat ban dan, cung nhu cac phan tu vo co, huu co hay sinh hoc khac.
Sau khi thu đuoc dang tinh the cua mot chat, no se đuoc treo len may đo goc (goniometer) va đuoc ban tia X vao, tao ra cac mau nhieu xa cua cac điem goi la điem phan xa. Tiep, tinh the se đuoc xoay tron tu tu (theo mot đo doi goc nhat đinh) va cu moi lan xoay ta lai thu thap mot mau nhieu xa moi. Tap hop cac anh 2D nay se đuoc chuyen thanh mot mo hinh 3D ve mat đo cua cac electron ben trong tinh the nho phuong phap toan hoc bien đoi Fourier va du lieu hoa hoc cua mau (tuc la ta đa biet thanh phan hoa hoc cua chat). Tu đo, co the suy ra vi tri cua cac nhan nguyen tu mat đo electron va du lieu hoa hoc.


Tong quan ve nhieu xa tia X đon tinh the Phuong phap lau đoi nhat va chinh xac nhat cua tinh the hoc tia X la nhieu xa tia X đon tinh the, trong đo chum tia X bi ban hoi tu cac mat phang co khoang cach đeu nhau cua mot đon tinh the, tao ra mot mau nhieu xa gom cac điem goi la nhieu xa. Moi nhieu xa tuong ung voi mot tap cac mat phang co khoang cach đeu nhau ben trong tinh the. Mat đo cac electron ben trong tinh the đuoc xac đinh tu vi tri va đo sang cua cac nhieu xa khac nhau quan sat đuoc khi tinh the tu tu xoay quanh chum tia X; mat đo nay, cung voi du lieu bo sung (ve thanh phan hoa hoc), cho phep ta xac đinh vi tri cua cac nguyen tu ben trong tinh the.  No co the xac đinh luc lien ket hoa hoc trung binh giua cac nguyen tu va goc giua chung trong khoang vai ngan Angstrom va vai chuc đo.


= Thu tuc =
Ki thuat nhieu xa tia X đon tinh the co 3 buoc chinh. Đau tien - kho nhat - la thu thap mot tinh the tot. Tinh the phai đu lon (thuong la lon hon 100 micron o moi chieu), khong co tap chat va co cau truc on đinh, khong bi nut ne.
Buoc hai, đat tinh the vao trong đuong đi cua chum tia X cuc manh, thuong co buoc song đon (monochromatic X-rays), đe tao ra cac mau nhieu sac. Tinh the tu tu xoay va du lieu đuoc thu thap lai. Moi anh chua hang chuc ngan điem nhieu xa voi cac cuong đo khac nhau.
Buoc ba, dung ki thuat tinh toan va du lieu hoa hoc bo sung đe đua ra mo hinh ve su sap xep cac nguyen tu ben trong tinh the. Ket qua co the đuoc luu tru o cac CSDL cong cong.


= Han che =


Lich su = So luoc ve tinh the va tia X =

Cac tinh the tu lau đa noi tieng ve tinh sap xep theo quy luat va đoi xung, nhung chua đuoc nghien cuu mot cach khoa hoc mai cho toi the ki 17.  Johannes Kepler đa đua ra gia thuyet trong cuon Strena seu de Nive Sexangula (1611) rang tinh đoi xung luc giac cua tinh the bong tuyet la do su đong goi theo quy luat cua cac phan tu nuoc hinh cau.

Nicolas Steno (1669) la nguoi đau tien thu nghiem tinh đoi xung cua tinh the, ong đa cho thay rang cac goc giua 2 be mat tinh the la luon nhu nhau va tiep đen la Rene Just Hauy (1784), nguoi đa kham pha ra rang moi mat cua mot tinh the co the đuoc mo ta boi 3 so nguyen nho, goi la chi so Miller. Đieu nay dan Hauy đen quan điem đung đan la cac tinh the co cau truc mang 3 chieu khong thay đoi (luoi Bravais) cac nguyen tu va phan tu; mot phan tu te bao đon vi đuoc lap đi vo han đinh doc theo 3 truc co ban đo (cac truc nay khong nhat thiet la vuong goc nhau). Vao the ki 19, tong hop moi đoi xung co the co cua mot tinh the đa đuoc đua ra boi Johann Hessel, Auguste Bravais, Yevgraf Fyodorov, Arthur Schonflies va sau nay la William Barlow.

Tia X đuoc kham pha ra boi Wilhelm Conrad Rontgen nam 1895. No la song đien tu, hay mot dang khac cua anh sang.


= Phan tich tia X cua cac tinh the =

Cac tinh the la cac mang co đinh cua cac nguyen tu va tia X co the đuoc xem la cac song đien tu. Cac nguyen tu lam phan tan tia X, chu yeu dua vao cac electron cua nguyen tu; no cung giong nhu song bien đanh vao mot ngon hai đang co cac go đa bao quanh thi tao ra mot lan song nho khac toa ra theo moi huong tu ngon hai đang đo, thi tia X đanh vao mot electron bao quanh nguyen tu cung tao ra mot song cau toa ra tu electron đo. Hien tuong nay goi la tan xa (scatterer). Mot mang khong thay đoi cac tan xa tao ra mot mang co đinh cac song cau. Mac du cac song nay triet tieu nhau theo hau het cac huong, chung van cong lan nhau theo mot vai huong, tuan theo đinh luat Bragg.

  
    
      
        2
        d
        sin
        ⁡
        θ
        =
        n
        λ
      
    
    {\displaystyle 2d\sin \theta =n\lambda }
  

voi n la so nguyen.  Nhung huong chon lua se xuat hien la cac điem tren mau nhieu xa, hay con goi la su phan xa (reflection).


= Phat trien tu 1912 đen 1920 =

Sau nghien cuu tien phong cua von Laue, linh vuc nay phat trien nhanh chong, noi tieng nhat la hai nha vat ly William Lawrence Bragg va cha cua ong William Henry Bragg. Nam 1912-1913, Bragg tre đa phat trien ra đinh luat Bragg, lien ket tan xa quan sat đuoc voi su phan xa tu cac mat phang co khoang cach đeu nhau ben trong tinh the.


Đong gop trong hoa hoc va khoa hoc vat lieu Phuong phap = Tinh the hoa =


= Thu thap du lieu =


 Treo tinh the len  Vi ca tinh the va chum tia la rat nho, nen tinh the phai đat o giua chum tia voi đo chinh xac trong khoang 25 microns, nho su ho tro cua mot camera đuoc hoi tu o tinh the.  Loai đo goc ke pho dung nhat la "kappa goniometer", loai thuong co 3 goc xoay: goc ω, xoay quanh truc gan nhu vuong goc voi chum tia; goc κ, quay quanh truc vao khoang 50° so voi truc ω; va goc φ quay quanh truc mao dan (loop/capillary axis).  Khi goc κ la zero, thi cac truc ω va φ trung khop.


 Nguon tia X  Nguon tia X sang nhat va huu ich nhat la Xincrotron; đo sang cao cho phep tao ra đo phan giai cao. No cung de đieu chinh buoc song cua tia xa. Cac may Xincrotron la tai san quoc gia, moi thiet bi tuong ung voi mot dong tia noi du lieu đuoc thu thap lien tuc.

Cac nguon tia X nho hon va yeu hon thi thuong đuoc dung trong cac phong TN đe kiem tra chat luong tinh the truoc khi đem đen cac may Xinchrotron.


 Ghi lai cac nhieu xa  Khi mot tinh the đuoc treo len may đo goc va đuoc chieu vao bang chum tia X cuc manh o phia truoc, no se lam phat tan chum tia X đo va tao ra mau cac điem đen hay la nhieu xa ma co the đuoc quan sat thong qua man hinh nam phia sau tinh the. Cuong đo manh yeu khac nhau cua tia phan xa co the cho ta biet đuoc su sap xep cua cac phan tu ben trong tinh the o muc nguyen tu. Cuong đo nay đuoc đo đac dua vao phim nhiep anh, mot bo nhan dang dien tich (area detector) hay thiet bi cam ung hinh canh charge-coupled device (CCD). Đinh co goc nho se tuong ung voi du lieu co đo phan giai thap, trong khi đinh (peak) co goc cao se cho ra du lieu co đo phan giai cao.
Mot hinh anh cac điem (spot) thi khong đu đe xay dung lai toan bo cau truc tinh the; no chi la mot lat nho trong toan bo bien đoi Fourier. Đe thu thap moi thong tin can thiet, tinh the phai đuoc xoay tung buoc cho đen het mot goc 180°, voi moi anh se đuoc luu lai tai moi buoc. Tuy nhien, vi tinh the co tinh đoi xung cao, nen co the dung mot goc xoay nho hon, nhu 90° hay 45°. Truc xoay cung nen đuoc đoi it nhat 1 lan, đe tranh viec phat trien cac điem mu (blind spot). Thong thuong nen lac cho tinh the dich đoi chut (co 0.5-2°).


Thu vien anh Xem them Xac đinh cau truc
Nhieu xa neutron
Nhieu xa electron
Phan tan tia X goc rong (Wide angle X-ray scattering - WAXS)
Phan tan tia X goc hep (Small angle X-ray scattering - SAXS)
Luoi Bravais
Nhom điem tinh the


Chu thich Tai lieu = Bang quoc te ve tinh the hoc =
International Tables for Crystallography.  Volume A, Space-group Symmetry (an ban thu 5). Dordrecht: Kluwer Academic Publishers, for the International Union of Crystallography. 2002. ISBN 0-7923-6590-9.
Michael G. Rossmann and Eddy Arnold, bien tap (2001). International Tables for Crystallography.  Volume F, Crystallography of biological molecules. Dordrecht: Kluwer Academic Publishers, for the International Union of Crystallography. ISBN 0-7923-6857-6.
International Tables for Crystallography.  Brief Teaching Edition of Volume A, Space-group Symmetry (an ban thu 4). Dordrecht: Kluwer Academic Publishers, for the International Union of Crystallography. 1996. ISBN 0-7923-4252-6.


= Tap hop cac bai bao =
Macromolecular Crystallography, Part A (Methods in Enzymology, v. 276) . San Diego: Academic Press. 1997. ISBN 0-12-182177-3.
Macromolecular Crystallography, Part B (Methods in Enzymology, v. 277) . San Diego: Academic Press. 1997. ISBN 0-12-182178-1.
Crystallization of Nucleic Acids and Proteins: A Practical Approach . Oxford: Oxford University Press. 1999. ISBN 0-19-963678-8.


= Sach =
Blow, D (2002). Outline of Crystallography for Biologists. Oxford: Oxford University Press. ISBN 0-19-851051-9.
Clegg, W (1998). Crystal Structure Determination (Oxford Chemistry Primer). Oxford: Oxford University Press. ISBN 0-19-855-901-1.
Drenth, J (1999). Principles of Protein X-Ray Crystallography. New York: Springer-Verlag. ISBN 0-387-98587-5.
Giacovazzo, C (1992). Fundamentals of Crystallography. Monaco HL, Viterbo D, Scordari F, Gilli G, Zanotti G, and Catti M. Oxford: Oxford University Press. ISBN 0-19-855578-4.
Glusker, JP (1994). Crystal Structure Analysis for Chemists and Biologists. Lewis M, Rossi M. New York: VCH Publishers. ISBN 0-471-18543-4.
Massa, W (2004). Crystal Structure Determination. Berlin: Springer. ISBN 3540206442.
McPherson, A (1999). Crystallization of Biological Macromolecules. Cold Spring Harbor, NY: Cold Spring Harbor Laboratory Press. ISBN 0-87969-617-6.
McPherson, A (2003). Introduction to Macromolecular Crystallography. John Wiley & Sons. ISBN 0-471-25122-4.
McRee, DE (1993). Practical Protein Crystallography. San Diego: Academic Press. ISBN 0-12-486050-8.
Rhodes, G (2000). Crystallography Made Crystal Clear. San Diego: Academic Press. ISBN 0-12-587072-8., PDF copy of select chapters
Zachariasen, WH (1945). Theory of X-ray Diffraction in Crystals. New York: Dover Publications. LCCN 67-0 – 0.


= Lich su =
Friedrich, W (1922). "Die Geschichte der Auffindung der Rontgenstrahlinterferenzen". Die Naturwissenschaften. Quyen 10. {{Chu thich tap chi}}: Đa bo qua van ban “pages 363–366” (tro giup)
Lonsdale, K (1949). Crystals and X-rays. New York: D. van Nostrand.
Bragg, William Lawrence, D. C. Phillips and H. Lipson (1992). The Development of X-ray Analysis. New York: Dover. ISBN 0-486-67316-2.{{Chu thich sach}}:  Quan ly CS1: nhieu ten: danh sach tac gia (lien ket)
Ewald PP (1962). Fifty Years of X-ray Diffraction. Utrecht: published for the International Union of Crystallography by A. Oosthoek's Uitgeversmaatschappij N.V.
Ewald, P. P., editor 50 Years of X-Ray Diffraction (Reprinted in pdf format for the IUCr XVIII Congress, Glasgow, Scotland, Copyright © 1962, 1999 International Union of Crystallography).
Bijvoet JM, Burgers WG, Hagg G (1969). Early Papers on Diffraction of X-rays by Crystals (Volume I). Utrecht: published for the International Union of Crystallography by A. Oosthoek's Uitgeversmaatschappij N.V.{{Chu thich sach}}:  Quan ly CS1: nhieu ten: danh sach tac gia (lien ket)
Bijvoet JM, Burgers WG, Hagg G (1972). Early Papers on Diffraction of X-rays by Crystals (Volume II). Utrecht: published for the International Union of Crystallography by A. Oosthoek's Uitgeversmaatschappij N.V.{{Chu thich sach}}:  Quan ly CS1: nhieu ten: danh sach tac gia (lien ket)


Lien ket ngoai = Huong dan =

Simple, non technical introduction Luu tru ngay 3 thang 3 nam 2012 tai Wayback Machine
"Small Molecule Crystalization" Luu tru ngay 3 thang 3 nam 2016 tai Wayback Machine (PDF) at Illinois Institute of Technology website
International Union of Crystallography
Crystallography 101
Interactive structure factor tutorial Luu tru ngay 15 thang 4 nam 2015 tai Wayback Machine
Book of Fourier Luu tru ngay 18 thang 3 nam 2021 tai Wayback Machine, about a technique which is used in X-ray crystallography
Lecture notes on X-ray crystallography and structure determination


= CSDL chinh =
Protein Data Bank Luu tru ngay 18 thang 4 nam 2015 tai Wayback Machine (PDB)
Nucleic Acid Databank Luu tru ngay 14 thang 7 nam 2018 tai Wayback Machine (NDB)
Cambridge Structural Database (CSD)
Inorganic Crystal Structure Database (ICSD)
Biological Macromolecule Crystallization Database Luu tru ngay 3 thang 4 nam 2007 tai Wayback Machine (BMCD)


= CSDL dan xuat =
PDBsum
Proteopeida - the collaborative, 3D encyclopedia of proteins and other molecules
RNABase
HIC-Up database of PDB ligands Luu tru ngay 8 thang 8 nam 2020 tai Wayback Machine
Structural Classification of Proteins database
CATH Protein Structure Classification
List of transmembrane proteins with known 3D structure Luu tru ngay 11 thang 4 nam 2011 tai Wayback Machine
Orientations of Proteins in Membranes database


= Kiem tra cau truc =
WHAT-IF structural validation suite Luu tru ngay 7 thang 5 nam 2008 tai Wayback Machine
Biotech structural validation suite Luu tru ngay 28 thang 10 nam 2007 tai Wayback Machine (formerly ProCheck)
MolProbity structural validation suite
ProSA-web
NQ-Flipper (check for unfavorable rotamers of Asn and Gln residues)
DALI server (identifies proteins similar to a given protein)
Ban mau:Protein structure determination