Development of an automatic integration range determination method for pulsed neutron diffraction data collected from protein single crystals

开发从蛋白质单晶收集的脉冲中子衍射数据的自动积分范围确定方法

• 批准号: 22K06157
• 负责人: 矢野 直峰
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Ibaraki University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K06157/
• 关键词: パルス中性子; タンパク質; 中性子結晶構造解析; 積分範囲自動決定; 連続波長中性子; データ処理法の開発; 積分範囲の自動決定

茨城県東海村の大強度陽子加速器施設(J-PARC)に設置されている生命物質構造解析装置(iBIX)は、連続波長パルス中性子を利用し、タンパク質単結晶中の水素原子やプロトンの位置を中性子結晶構造解析で決定することが出来る。この装置で測定された回折斑点の形状と強度は結晶方位と検出器の設置された位置により異なる。現状ではデータ処理ソフトを用いて強度積分を行う時には、各結晶方位において、X軸、Y軸、波長軸方向の積分範囲を34台の検出器毎に目視で確認し、指定しなければならない。ラウエ群がmmmの結晶では、30結晶方位 × 34検出器 = 1020個程度の回折データで積分範囲を決定する必要がある。 積分範囲の決定がデータ処理の律速であり、iBIX利用者の負担になっている。そこで、データ処理の手間とかける時間を減らすために、 本研究では検出器毎に積分範囲を自動的に決定する方法の開発を行なった。計算用のプログラムは自作した。今年度はあるタンパク質の回折データから強度の強い回折斑点を複数選び、X軸、Y軸、波長軸方向それぞれで1次元の強度分布を作成し、積分範囲を決定する方法を検討した。その結果、各逆格子軸の長さと方向を表すUB行列を用いて予想したピーク位置における強度に対する各位置の相対強度から積分範囲を決定する方法は、目視で決定した積分範囲に対して、より近い積分範囲になることが分かった。積分範囲の自動決定につながる方法を確立することが出来た。

The J-PARC facility in Tokai Village, Ibaraki Prefecture is equipped with a biological substance structure analyzer (iBIX) to determine the position of water atoms in crystals by analyzing the structure of crystals by using the wavelength of the molecule. The device determines the shape and intensity of the reflection spot, and the orientation of the crystal detector is different from the position of the detector. 34 detectors for visual confirmation and designation of the intensity integration range for each crystal orientation, X axis, Y axis and wavelength axis. It is necessary to determine the integral range of the crystal orientation of 30 crystals × 34 detectors = 1020 degrees. The integration parameters are determined by the processing speed and the burden of iBIX users. This paper introduces the development of automatic determination method for each integral range of detector. The calculation is based on the calculation. This paper discusses the method for determining the intensity distribution of the first dimension in the direction of X axis, Y axis and wavelength axis by selecting a plurality of reflection points of the intensity of the first dimension in the direction of the intensity of the second dimension in the direction of X axis, Y axis and wavelength axis. As a result, the length direction of each inverse lattice axis is determined by the method of determining the integral range of each position. The method of automatic determination of integral range is established.