評判數(shù)據(jù)標準的指標
也許是歷史傳統(tǒng)的問題,， Rint （Rsym，Rmerge）被選中了作為評判數(shù)據(jù)標準的指標,。甚至在很多不是很專業(yè)的書里,，學生們都被告知Rint 需要低于多少，I/σ高于多少才能表示數(shù)據(jù)可用,。于是乎,，這些數(shù)值變成了評判數(shù)據(jù)質(zhì)量所謂的金標準?？墒钱斕釂朢int 是什么意義時,，跟什么因素相關時，大多數(shù)同學卻卡在了那里,?？赡躌int在大多數(shù)同學眼里就是個發(fā)表文章的門檻數(shù)值，具體是什么意義已經(jīng)不再重要,。不然就不會有那么多同學追問著怎么把Rint修下去,，或者解決掉所謂的“錯誤"。
誠然Rint本身的意義并不復雜,。它的公式也看起來一目了然,，表示著合并等效衍射點之間的誤差。Rint值越低,，通常表示著數(shù)據(jù)的精度越高,。然而這是有一定的前提條件的。Rint實際上并不是一個很好的評判數(shù)據(jù)質(zhì)量的指標,。畢竟絕大多數(shù)數(shù)據(jù)都是通過Scale校正獲得,。過度的Fitting，以及刻意排除太多的衍射點都可以獲得人為的更低的Rint(以及更高的I/σ),。而這些刻意追求的數(shù)字對結(jié)構(gòu)精修并無意義,，反而會導致精修的結(jié)果失真,。甚至一些數(shù)據(jù)處理的軟件會去迎合同學們的這種“追求"，去“美顏"數(shù)據(jù),，讓大家“喜聞樂見"，然而有時掉進了坑里,，卻渾然不知。Rint同時也受到數(shù)據(jù)收集的多重度的影響。過低的多重度,，會讓衍射點沒有其它等效點可以進行比較，自然Rint就會很低,，甚至接近于0,，然而卻毫無意義（結(jié)構(gòu)甚至都無法解析）。而高多重度的數(shù)據(jù),，由公式?jīng)Q定了Rint自然會升高,，反而成了大家不喜歡看到的數(shù)值。但是不管怎么解釋,，很多同學仍然不以為然,，原因只是Checkcif不檢查多重度，但是對Rint卻有“嚴格"的門檻（而實際上大多數(shù)Rint高的問題是分辨率的問題）,。同樣的I/σ也是一樣,，不同的誤差模型的算法，自然得到的數(shù)值會大有不同,。調(diào)高I/σ自然也是大家喜聞樂見的事情,，比如故意降低σ，刪除更多的衍射點也會讓I/σ看起來更高,。然而這些美顏的數(shù)據(jù),，對結(jié)構(gòu)精修卻毫無意義。
對于多重度對Rint的影響,，Rmeas解決了這個問題,，所以對于蛋白晶體學傾向于用Rmeas。此外現(xiàn)在還有CC1/2 來表征數(shù)據(jù)質(zhì)量,。不過在化學晶體學界似乎對這兩個數(shù)值并不感冒,。也許是通常衍射太強，不需要更寬松的指標,。這些指標在APEX4里都能輕松看到,。
實例分析
比如前兩天講座的時候提到的一個數(shù)據(jù)，大家投票的結(jié)果在意料之中,。超過一半的同學都認為質(zhì)量更高的數(shù)據(jù)是A,。如果這是不同的數(shù)據(jù)還情有可原，然而這是同一套數(shù)據(jù),，同樣的結(jié)構(gòu)模型,。或許是顏色的誤導，讓同學們失去了基本的判斷力,。A為什么會看起來更好看,，因為Reject了很多數(shù)據(jù)。完整度表觀上只下降了2%,，而實際上卻高達30%的數(shù)據(jù)被reject,，Multiplicity極大的下降。保留下來的衍射點自然站在了一邊,，雖然看起來更精確,，卻丟失了準確。自然結(jié)構(gòu)精修的結(jié)果就會反過來打臉,。追求某些數(shù)字,，對結(jié)構(gòu)解析和精修本身毫無意義。結(jié)構(gòu)精修的質(zhì)量作為評判數(shù)據(jù)質(zhì)量的指標才更加合理,。比如R1，健長的精度,，殘余的電子峰等,。
▲圖1 Better Data Quality A or B？
除了軟件處理造成的假象,，有時候會遇到一些看起來數(shù)值質(zhì)量很高,，卻怎么也精修不好的數(shù)據(jù)。比如有嚴重的無序,，莫名的Q峰,。這時候?qū)Ｗ⒂诮Y(jié)構(gòu)精修，會百思不得其解,。從衍射圖上才會發(fā)現(xiàn)更多的端倪,。孿晶自然不需要多做解釋，而另外一些問題則更加的隱蔽,，單純從hkl上其實發(fā)覺不了任何問題,。因為單晶的數(shù)據(jù)還原并不是還原的所有的信息，而是通過晶胞截選而來,。而很多時候,，“晶胞"不能反映衍射的全部信息，自然會丟掉很多原本的衍射細節(jié),。比如很多Smear的信號,，Modulation的信號，衍射點形狀的信號,。這些信息都不會在hkl文件中體現(xiàn),。普通的結(jié)構(gòu)精修自然也無法全部的反映晶體的實際狀況。
▲圖2 丟失的衍射信息 A,，衍射點間的彌散信號 B,，衍射的背景彌散,，C，Modulation (Precession Image)
結(jié)論
所以數(shù)據(jù)質(zhì)量的評估,，從來都不是單個指標,，固定的標準。從衍射圖到數(shù)據(jù)處理,，到結(jié)構(gòu)精修,，每一步的細節(jié)都在告訴著我們的數(shù)據(jù)可能出現(xiàn)的問題。真實的數(shù)據(jù)才會有真實的結(jié)構(gòu),，刻意為了迎合某些死板的標準,，不惜去“美顏"甚至偽造數(shù)據(jù)，也就背離了科學研究,。
-轉(zhuǎn)載于《布魯克X射線部門》公眾號
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