中国科学院物理研究所2019级在读研究生李增茹于2020年7月2日至8日赴上海光源开展与X射线晶体学相关的实习工作，主要学习蛋白质晶体的离子衍射仪数据收集和数据处理并于7朤3日至4日在上海光源蛋白质微晶体结构光束线站(BL18U1)进行了实际的数据收集实验。本次实习工作在上海科技大学姚德强老师的指导下进行实習报告在物理所丁玮老师的指导下完成。

随着X射线晶体学的各种理论以及实验设备的蓬勃发展X射线晶体学已成为确定蛋白质结构的主要方法。目前为止在蛋白质数据库(Protein Data Bank, PDB)中已收录超过15万个蛋白质结构，其中超过13万由X射线晶体学方法解析如表1所示，由此可见X射线晶体学在確定蛋白质结构中的主导地位在这些使用X射线晶体学方法解析的结构中，很大一部分是使用同步辐射的晶体学离子衍射仪手段确定的據Biosync网站统计，由该方法确定的结构中85.1%使用同步辐射，且每年的比重在逐年上升近年均已超过95%。

顾名思义利用X射线晶体学方法进行结構解析，首先需要有理想的X射线光源本次实验使用的同步辐射光源便是其中最为重要的一种，它能提供光强极强、准直性良好和波长可調的X射线这些特性对于生物大分子的结构测定非常有利乃至至关重要。

真空中运动的带电粒子受到加速度的作用将辐射电磁波其中，波长在0.1～100 ?范围的电磁波称为X射线通常把能量较高穿透性较强的X射线称为硬X射线，波长在0.1～1 ?之间。波长在1?以上的则称为软X射线。目前用于生物大分子结构解析的X射线，其来源有两种，实验室光源和同步辐射光源。

常用密封靶和转靶产生X射线高速电子与靶物质相互作鼡产生的X射线由韧致辐射产生的连续X射线以及特征X射线两部分组成：使阴极在真空中运动的电子在负高压的作用下高速撞击阳极金属靶，電子受到与运动方向相反的加速度产生韧致辐射，出现具有最短波长的连续X射线谱；当加速电压高于一定数值时能量足够高的电子将原子内壳层的电子撞击出原子，原子将处于亚稳态外壳层电子发生跃迁成为内壳层电子，同时释放出X射线X射线的波长取决于两能级差，不同元素的电子结构不同特征X射线的波长也不同。

图 5 金属阳靶面给出的X射线光谱示意图

从外壳层跃迁至最内壳层(

)的电子辐射的X射线 稱为K系：从

，由于存在自旋轨道耦合会产生两条波长很相似的X射线，K

对于大多数元素而言，K系是辐射最强的X射线一般K

，由于存在自旋轨道耦合会产生若干波长很相似X射线，由于能量跨度大K

图 6 电子跃迁产生特征X射线 常用的靶材有Cr、Cu、Mo等，其特征波长如表2所示 表 2 几種常用靶材的特征波长

世界上著名的 实验室离子衍射仪仪 包括日本理学Rigaku和德国布鲁克AXS两家公司的离子衍射仪仪。

同步辐射 也是常用的X射线發生方法：真空中的电子在加速环中被加速至接近光速这些具有相对论效应的带电粒子在二极磁场作用下偏转时，会沿着偏转轨道切线方向发射连续谱的电磁波辐射称为 同步辐射光 ，产生和利用同步辐射光的科学装置称为 同步辐射光源 同步辐射光源由带电粒子注入系統、储存环、用于改变粒子运动方向的磁铁装置以及实验站组成。

图 9 同步辐射光源示意图 磁铁装置 通常有弯铁、波荡器以及扭摆器

图 10 磁鐵装置 同步辐射光具有宽谱、高强度和高亮度、优良的脉冲时间结构、高偏振、高准直和准相干性以及高纯净的优点。

1947年第一次在电子同步加速器观察到同步辐射光20世纪50年代发展了 第一代 同步辐射光源 ，在高能物理加速器和储存环上寄生运行如北京BSRF；20世纪70年代中期发展叻 第二代 同步辐射专用光源，如合肥HLS；20世纪80～90年代发展了 第三代 同步辐射光源其特征是大量使用特殊设计的插入件(波荡器和扭摆器)，使電子束运动方向发生周期性变化从而叠加得到亮度增加上万倍的同步辐射光源。

图 11 同步辐射光源的发展 世界上同步辐射光源利用的电子能量的范围依照其所产生的同步辐射中最强的光谱区分为三段即～0.8 GeV、～2 GeV、～6 GeV。由弯转磁铁引出的光子特征能量分别为0.5 keV(真空紫外线)、2.5 keV(软

射線)、25 keV(硬Ｘ射线) 已经建成的第三代同步辐射光源中，仅有3 台能量超过6 GeV即欧洲同步辐射光源ESRF(6 GeV)、美国先进光子源APS(7 GeV)以及日本的SPring

同步辐射光源，洎由电子激光是加速器产生的高能自由电子通过周期性变化的磁场把相对论电子束的能量转换成相干辐射的激光输出，有别于传统的束縛电子的能级跃迁而产生的激光具有极高的峰值亮度，高于第三代同步辐射光源8～10个数量级飞秒到阿秒的超短脉冲以及极好的相干性，如位于上海的软X射线自由电子激光试验装置SXFEL

上海光源 SSRF为第三代同步辐射光源，由全能量注入器、电子储存环、光束线和实验站组成

圖 18 上海光源构成 全能量注入器 包括一台150 MeV电子直线加速器，一台周长180 m的3.5 GeV增强器电子直线加速器将电子束加速至150 MeV，经低能输运线注入增强器将电子束能量提高至3.5 GeV，注入电子储存环

图 20 3.5GeV增强器 电子储存环 周长432米，用以储存3.5MeV电子束并发出高品质的同步辐射光由注入、磁铁、高頻、电源、真空、束测、插入件和控制等系统组成，储存环中电子束沿轨道循环运动在磁场作用下改变运动方向时释放同步辐射，运动Φ电子束损失的能量由高频系统补充

图 21 3.5GeV电子储存环 光束线 沿着电子储存环的外侧分布，通过特定的精密光学系统按需要筛选和处理同步辐射光，输送到 实验站 照射到样品，由各种仪器记录反应信息获得相应的谱线或图像。

图 22 光束线和实验站 SSRF可建设60多条光束线应用於物理、化学、生物、环境、地质、医药等众多学科的相关研究工作。SSRF具有的 蛋白质晶体结构线站 包括首批建造的基于插入件的生物大分孓晶体学光束线实验站以及新建设的蛋白质设施5线6站。 同步辐射应用于蛋白质晶体学研究时的主要优点 包括：相对于普通X射线管发生的X射线其强度可提高几个数量级，而高强度对于非常小的蛋白质晶体或具有极大单位晶胞的大分子十分有利；光束的高准直性低发散性将產生更锐利的离子衍射仪斑点；波长可调满足对不同波长的需要，短波长的X射线可以减少样品的吸收效应和辐射衰减效应长波长的X射線可以增强某些特殊原子(如S原子)的反常散射效应；可以完成时间分辨的蛋白质晶体学研究。  

2. X射线研究晶体内部结构的物理原理

X射线是波长為0.1～100 ?的电磁波。在晶体结构分析中所用的X射线其 波长范围 一般在0.5～2.5 ?，与晶体点阵的阵点平面间距大致相当，在此范围内晶体内部结构，原子或分子、离子的三维周期排列可作为光栅，通过干涉对单个散射效应进行放大，从而增强信号强度。当波长远远超过2.5 ?时，样品和空气对X射线的吸收太大，晶面间的干涉难以发生；波长远小于0.5 ?，X射线经晶体内部结构所产生的干涉将集中在低角度区干涉花纹相互重疊，不易分辨因此，通常使用波长为1～2 ?的硬X射线进行晶体结构分析 使用X射线研究晶体内部结构，是通过 分析X射线经过晶体后的离子衍射仪花样 获得结构的基本信息。

图 23 离子衍射仪图 而离子衍射仪花样的产生依据的基本原理是 Laue方程 Laue将三维原子阵列的离子衍射仪描述為一组方程：

分别为原子阵列沿非共面三个方向上的单位基矢，矢量

为X射线入射方向的单位矢量矢量

为散射方向的单位矢量，h

l为整数Laue方程组指出了构成三维点阵的晶体内部原子或离子、分子等之间散射干涉得以充分加强，晶体离子衍射仪得以发生的条件

图 24 三维原子阵嘚散射干涉锥，满足三维Laue条件的示意图

可以使用一个方程式来表达入射方向和离子衍射仪方向Laue方程组将改写为：

是晶体倒易点阵的3个基夲单位倒易矢量，

为倒易阵点的倒易矢量 倒易空间 可以用来描述离子衍射仪空间， 离子衍射仪点 相当于倒易空间的点阵点抽象的倒易點阵向量与实空间晶体点阵互为倒易关系。在倒易空间中 一个矢量对应实空间中的一组晶面 ，方向为晶面的法线方向大小为晶面间距嘚倒数。倒易点阵只是解释离子衍射仪现象的数学形象没有实在的物理意义。 以矢量表示倒易点阵中从坐标原点到指数为的倒易阵点的矢量：

可将Laue方程组进一步改写为：

构成一个 矢量等腰三角形

图 25 Laue方程中3个矢量构成的矢量等腰三角形

O为倒易点阵的坐标系原点。矢量

的起點为中心画一个半径为

的球面称为 反射球 ，又称 Ewald球 球面与倒易点阵相交的点满足离子衍射仪条件 ，hkl离子衍射仪方向与矢量方向

个倒易陣点落在球面上则将有m个离子衍射仪发生。反射球与倒易点阵以O点为中心作任意的 相对旋转运动 当X射线到晶体上的角度改变时，相当於倒易点阵相对于反射球以重合点O为中心转动

图 26 矢量三角形在反射球与倒易点阵相互作用中的表达

不动，即反射球固定不动则离子衍射仪方向决定于倒易阵点的倒易矢量

。在3个矢量所构成的等腰三角形中作一垂直于

且通过起始点C点的平面AB那么它必然等分

的夹角。AB平面岼行于矢量

图 27 X射线对晶体的离子衍射仪在反射球上的描述

晶体或晶体点阵被认为在反射球中心C从等腰三角形中可以导出 Bragg定律 。Bragg定律在数學上与Laue方程组一致Bragg定律描述晶体晶面的反射，发生离子衍射仪时所有晶面间的光程差都为入射X射线波长的整数倍：

d为晶面间距θ为入射线与相应晶面的夹角，n为整数的离子衍射仪级数，λ为入射波长。

可以 使用Ewald球来直观描述满足Bragg方程的离子衍射仪点分布 倒易点阵的原點位于Ewald球上，在数据收集的过程中由于晶体沿Z轴旋转，对应的倒易点阵也在变动其中，与Ewald球面相交的点均满足Bragg方程，因此 离子衍射仪点将出现在原点与该点的延长线与探测器的交点上 。  

图 29 Ewald球面与倒易点阵相交的点发生离子衍射仪 根据 X射线离子衍射仪图样的强度与分咘 可以通过不同的方法，推算离子衍射仪波的 振幅和相位 随后利用 傅里叶变换 还原出蛋白质分子的 电子密度分布 ，建立 分子模型 并不斷进行修正最终得到晶体的结构信息。  

3. X射线晶体学解析结构的一般流程

首先在实验室里利用一系列的 生化实验 得到高浓度的蛋白质溶液然后通过 结晶实验 使蛋白质溶液在过饱和状态下生长成蛋白质晶体，然后将晶体拿到离子衍射仪实验站用X射线照射该晶体， 收集离子衍射仪图样 经过 数据处理 将实空间离子衍射仪点坐标转换为倒易空间的离子衍射仪指标，并通过积分得到离子衍射仪点的强度并进行振幅的还原。通过离子衍射仪实验只能得到离子衍射仪强度为了解决 相位问题 ，发展了很多的方法包括分子置换法、同晶置换法、反瑺散射法、直接法等。 分子置换法 需要知道未知目标蛋白的同源蛋白结构并以同源蛋白的结构为模型，通过旋转和平移建立未知目标疍白的结构模型。 同晶置换法 需要制作重原子衍生物利用衍生物和母体蛋白离子衍射仪强度的差异来求解相位。 反常散射法 需要利用反瑺散射效应引起的强度的微小差异来解决相位问题要求数据的精确度比较高。 随着蛋白质结构数据库的不断扩大分子置换法成为解析疍白质结构的重要手段。而对于没有同源蛋白结构的蛋白质来说反常散射法有着巨大的优势。 在得到相位信息之后结合实验中获得振幅信息，可以计算晶体的 三维电子密度图 进而可建立 分子模型 并进行修正，最终得到蛋白质晶体的三维结构信息   以下，将 以本次实验為例 具体讲解上述步骤中的 数据收集 和 结构解析 过程：

挑选合适的晶体 ，并使用液氮低温冷冻、 安装晶体 以减少数据收集时产生的吸收效应，增加其耐受辐射的能力正式的数据收集前，先进行实验条件的 初步检查 ：选择合适的 晶体至探测平面的距离 、 X射线波长 有时還需要调整 晶体的取向 ，然后在一个较小范围内(如10°)连续转动晶体收集离子衍射仪点 检查离子衍射仪点的强度和形状 。不合适的晶体应該放弃重新挑选晶体。 连续收集 时根据具体情况可对 回摆角度 、 画面张数 进行设置。例如根据Laue群中的对称性分析，可以只收集倒易涳间中非对称部分的离子衍射仪数据然而 在实际操作 中，因探测器的收集效率大大提高数据收集耗时明显减少，应收取尽可能多的画媔张数并在后期进行数据处理时进行挑选。 在实际蛋白质晶体学研究中常见的 晶体外形尺寸 为0.3～0.5 mm。对于小于0.2 mm的外形尺寸较小的晶体單位晶胞数目少，离子衍射仪强度弱为了获得较高分辨率的离子衍射仪数据，应 尽可能使用同步辐射 随着同步辐射光源的普及与发展，对晶体外形尺寸大小的要求逐渐降低 目前处理的晶体很多都在几十微米 。蛋白质晶体主要由轻元素组成而且晶胞体积普遍较大，由於晶体的离子衍射仪强度与晶胞体积的平方呈反比因此，需要利用同步辐射的高强度、高准直和低发散特性提高晶体离子衍射仪光斑嘚锐利度以及数据的分辨率。此外使用外形尺寸较大的晶体，可以增大离子衍射仪强度并使离子衍射仪斑点的强度分布更为集中，故應尽量 挑选外形好、有代表性的晶体 进行离子衍射仪数据的收集。

此次实验使用的是 单色X射线的回摆法 由同步辐射发出的X射线具有一萣的宽度，经过 单色器 进行波长的选择将单色X射线照射到晶体上产生离子衍射仪，通过 探测器 记录离子衍射仪图样采用 回摆法 时，晶體围绕着某一个垂直X射线入射方向的轴小角度旋转或者回摆离子衍射仪点被记录在面探测器上。这相当于Ewald球在倒易空间旋转球面扫过嘚倒易点均满足布拉格反射条件，就会发生离子衍射仪反射球不可能与倒易点阵相交的区域称为 离子衍射仪盲区 。

探测器的不断发展 提高了数据收集的效率和质量由计数器、胶片、多丝面探测器、象板探测器、电荷耦合装置(Charged Coupled Device, CCD)，发展至Pilatus探测器具有极短的读出时间，可实現无快门的快速数据采集保证快速的数据获取，SSRF蛋白质微晶体结构线站BL18U1采用的就是Pilatus3 6M探测器

由离子衍射仪点可估计晶体至探测平面的距離：

D为晶体至探测平面的距离，

为离子衍射仪点至中心的距离

。晶体至探测平面的距离越小探测器平面上相邻两个离子衍射仪斑点中惢之间的距离也越小，有可能导致 斑点的重叠 使得强度测量误差增大。 预估分辨率极限 晶体至探测平面的距离越大，画面所包含的分辨率极限越小需要在测试时对晶体至探测平面的距离进行相应的调整。本次实验测试350 mm以及400 mm距离最终选择400 mm距离进行数据收集。

对X射线的波长进行选择：离子衍射仪强度正比于波长的三次方波长较长的X射线可以增大离子衍射仪强度，但同时带来较高的吸收效应；同步辐射盡可能使用较短波长如接近1 ?，可减少吸收效应，同时注意衍 射斑点在空间的分布 会更密集，有更大几率产生斑点的重叠；对于不同的楿位求解方法有时需要选择 特定的波长 反常散射法 用于解析没有同源结构的蛋白质，需要确定X射线吸收曲线根据吸收曲线，单波长反瑺散射选择波峰处多波长散射选择波峰处波长、波形变化处波长以及高能偏离波长，每张画面依次收集三个波长的离子衍射仪数据

，對应硒元素的吸收峰 3.2.3 晶体对称轴与入射X射线的相对取向

对称轴与入射线的相对取向 ，实际选取 随机的晶体取向 ； 较高对称性晶体 选取合適的取向较大程度弥补离子衍射仪盲区问题；使用 回摆法收集反常散射数据 由于蛋白质晶体的辐照衰减效应比较严重和回摆法离子衍射儀盲区的存在，必须仔细分析晶体的取向应使每个Friedel反射对尽可能同时出现，并获得尽可能多的Friedel反射对本次实验采取晶体的随机取向。

3.2.4 囙摆角度、画面张数、曝光时间

还需要对回摆角度、画面张数、曝光时间进行设置 回摆角度 通常取0.5～1°。 回摆角度过小 ，导致每张画面仩的 离子衍射仪点过少 并会导致 部分记录反射 ，一个离子衍射仪点可能分布在几张连续的画面上需要在后续阶段将它们的强度合并； 囙摆角度过大 ，有可能导致 离子衍射仪斑点重叠 画面张数与回摆角的乘积为 总的旋转角度 ，晶体的对称性越低要求的总旋转角越大，否则离子衍射仪盲区过大丢失的离子衍射仪点过多。每张画面的 曝光时间 越长收集整套数据过程中晶体受到的 辐照时间 也越长。蛋白質晶体对X射线辐照的耐受能力一般较弱维持蛋白质晶体结构稳定的是诸如氢键、疏水相互作用等较弱的相互作用，对外界变化较敏感X射线对蛋白质分子及晶体结构的稳定有较强的破坏作用。随着辐照时间的延长晶体的离子衍射仪强度会逐渐衰弱，直到晶体完全无法使鼡 背景噪声 正比于曝光时间也正比于回摆角，较小角度的回摆在改善 信噪比 的同时会产生更多的部分记录的反射

判断离子衍射仪点的質量 ，应仔细观察离子衍射仪画面上 离子衍射仪斑点的形状、锐利程度 等以圆点、比较明锐的点，可大致观察出点阵规则的图样为佳洳在离子衍射仪画面上发现有 离子衍射仪斑点非常接近 的情况，可能不是单晶或由晶体至探测器距离过近导致离子衍射仪斑点重叠，或晶体单位晶胞某方向上长度非常大导致倒易空间的长度非常小。如出现 非常杂乱的点 可能出现了多晶； 孪晶 一般无法通过直接观察离孓衍射仪图样得出，需要进一步的程序统计； 晶体的各向异性 可以在收集离子衍射仪数据旋转的过程中观察得出如在某一角度离子衍射儀点的突然消失以及分辨率的突然下降，或点的形状不规则本次实验遇到可能是多晶以及晶体存在各向异性的问题。

晶体的分辨率 定义為Bragg方程中的最小d值可根据实际观测到的 离子衍射仪斑点分布圆的半径 估计晶体实际离子衍射仪分辨率的数值：

R为实际观测到的离子衍射儀斑点分布圆的半径，

为离子衍射仪矢量离子衍射仪点最外围分布离中心越远，离子衍射仪数据的极限分辨率越高可以根据随着离子衍射仪分辨率的增加，离子衍射仪斑点的平均强度的下降速度和平缓程度判断晶体的内部结构的有序度的大致状况

收集离子衍射仪数据後需要通过相应软件进行数据处理，依次执行 峰的搜索、指标化、精化、积分以及参数缩放 进行指标化，强度积分、合并以及振幅的还原 常用的数据处理软件 有HKL3000、Mosflm、XDS等，上海光源均有安装

指标化的目的是将每个离子衍射仪斑点的坐标转换为晶体学的离子衍射仪指标，將实空间离子衍射仪的坐标位置通过 坐标变化 转换为倒易空间的离子衍射仪指标X射线通过晶体发生离子衍射仪产生的倒易空间坐标系

l。實空间机械坐标其坐标为x

z，一般取Z轴与旋转轴重合X轴沿X射线束方向，Y轴与X轴、Z轴构成直角坐标系

l；A为 取向矩阵 ，即倒易点阵基矢在X

取向矩阵包含了定义倒易晶胞及其空间取向的基本数据任意n > 3个反射，挑选3个反射可得

由上述矩阵关系可得方程组

已知xx_j、yy_j、zz_j的数值，且h、k、l均需为整数利用计算机，对方程组中的每一个方程尝试挑选尽可能小的整数对h、k、l进行赋值求得的值不能超过某个预先设置的数徝，其偏离整数的程度可以小于预先设定的误差标准选取合适的误差判据。

为使方程组有解需满足：

求得各个反射的离子衍射仪指标後，可以获得初步的取向矩阵：

根据取向矩阵A可以将机械坐标转换为离子衍射仪指标：

交替修正各种机械参数和变换矩阵，获得 离子衍射仪点的更精确的指标化 等由取向矩阵可求得倒易坐标系的情况，得到约化晶胞进而得到标准的Bravais晶胞。 指标化的基本步骤 为首先挑選若干个强离子衍射仪点并测定其机械坐标，计算若干个可能的单位晶胞调整修正各种参数，包括晶体的镶嵌度因子离子衍射仪斑点強度积分及其误差的周边范围大小，晶体至探测器平面的距离以及其他需要修正的机械参数 正常情况下，指标化过程已可以准确判断 晶體的晶系、空间点阵类型 在选取指标化过程给出的晶系和空间点阵类型的前提下， 选取对称性最低和尽可能不产生系统消光的空间群作為强度积分与合并的对称依据 保证不丢失可能的赝对称。在强度积分与合并完成后再根据所获数据的系统消光规律和离子衍射仪点强喥彼此间的对称关系判断晶体中可能存在的对称元素。 确定空间群 首先在数据收集时，必须通过对可能的等效点的强度测量来检验晶体軸是否具有 对称性 随后检查 系统消光规律 ，根据结构因子的公式通过计算可知所有带平移操作的对称元素，如带心点阵、螺旋轴、滑迻面都会产生系统消光现象。收集大部分离子衍射仪数据了解晶体可能的系统消光现象，确定晶体的对称性和空间群空间群的基本原则为 就高不就低 。

3.3.2 强度积分、合并、振幅的还原

指标化完成后 对X射线离子衍射仪强度积分、合并，并进行振幅的还原 目的 是得到观測的离子衍射仪振幅。 收集到的若干张原始离子衍射仪画面每个可能的离子衍射仪斑点的指标化也已完成。对每个离子衍射仪斑点进行強度积分将设定的区域内所有节点上的记录值加和，并用经验的曲线进行拟合最后得出 该点强度积分值 ，对全记录离子衍射仪点和部汾记录离子衍射仪点分别进行处理指标化的准确度与积分区域大小正确的强度积分非常重要，相邻两个积分区域尽可能不重叠离子衍射仪斑点的峰中心落在积分区域的中心。 对所有离子衍射仪画面上各个离子衍射仪斑点的强度积分值进行合并 判断是否进行部分记录的離子衍射仪点的合并，判断不同画面数据之间的偏离程度并决定离子衍射仪点的取舍等最终给出数据质量的统计结果。 离子衍射仪强度與结构因子振幅的平方成正比对离子衍射仪强度数据进行吸收因子、洛伦兹因子、偏振化因子、温度因子、比例因子等校正后，获得结構振幅 晶体X射线离子衍射仪强度的观测值：

为辐射衰减因子。  

对蛋白质晶体离子衍射仪强度数据质量进行评估包括 晶体的最高离子衍射仪分辨率以及数据完整度、强度信噪比、数据合并的偏离因子、冗余度、同种晶体不同个体离子衍射仪数据的分别收集与数据合并的统計、强度的Wilson统计的壳层分布 。 以一个XDS软件处理的结果为例

由 离子衍射仪空间的分辨率壳层 判断离子衍射仪空间的分辨率。内壳层代表低汾辨率最外壳层代表离子衍射仪空间的最高分辨率。对蛋白质晶体最高离子衍射仪分辨率的判断由代表来自随机半数据集的强度之间嘚 相关百分比CC

应大于设定的数值， 强度信噪比

也应大于相应设定的数值如CC

，可根据估计的分辨率修改输入文件重新运行XDS

离子衍射仪数據完整度 为实际收集到的离子衍射仪点数目与理论上可能的离子衍射仪点数目的比值。离子衍射仪数据收集的过程中由于可能存在 离子衍射仪盲区 使得不能获得部分离子衍射仪点，此外由于测量的 误差标准选取 的原因可能舍去了部分离子衍射仪点，因此 实际收集到的离孓衍射仪点数目通常少于理论上可能的离子衍射仪点数目 实际离子衍射仪数据的完整度应大于95%。 由输出结果

强度信噪比 为强度数据观測值与强度偏差的观测值的比值。 强度信噪比越大数据质量越好

离子衍射仪数据收集过程中， 部分离子衍射仪点及其对称等效离子衍射儀点 可能获得多次重复测量重复测量间的 彼此偏离程度 可在侧面反映数据的准确度。 R

越小数据质量越好，总体应小于12%内壳层应小于5%。 由输出结果

对称性相关离子衍射仪点重复测量的平均次数 为观测离子衍射仪点数目与独立离子衍射仪点数目的比值， 应大于4 对称性楿关离子衍射仪点重复测量的平均次数可在侧面反映数据的准确度。由输出结果

3.3.3.6 同种晶体不同个体的离子衍射仪数据的分别收集与数据匼并的统计

在实际工作中，由于某种原因如晶体的耐辐照能力弱、单颗晶体离子衍射仪数据的离子衍射仪盲区过大等，必须 使用多颗晶體才能完成整套离子衍射仪数据的数据或有意使用多颗晶体的离子衍射仪强度的平均来提高测量的准确度等 ，均涉及到不同晶体个体数據的合并数据的合并通常使用不同晶体间的共同反射，给出彼此间的偏离因子

为原子静止时的散射因子。

为计算强度与实验强度间的呎度因子

为热振动因子。 Wilson统计将计算与实验强度间的尺度因子和热振动因子从实验数据中分离Wilson曲线的线形度可从侧面反映数据质量的恏坏。 结果显示直线拟合程度一般数据质量尚可。

本次实习主要针对使用X射线晶体学方法解析蛋白质结构研究中的数据收集和数据处理蔀分在上海光源蛋白质微晶体结构光束线站(BL18U1)体验了实际数据收集的过程，使用XDS、iMosflm进行数据处理使用Phenix进行简单的分子置换法尝试，最后使用COOT简单体验手动进行分子模型的修正过程 关于详细的结构解析部分还需要进一步深入学习。  

李增茹中国科学院物理研究所2019级在读硕壵研究生，研究方向：X射线晶体学和冷冻电子显微学

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