從工作開始接觸化學(xué)小分子晶體學(xué),，經(jīng)常見的一句話：高角度沒點(diǎn)，怎么辦?
這看似簡單的問題,，實(shí)則隱藏著諸多未解之謎,。盡管它十分普遍，但每次聽到,，我總會陷入沉思,。我明白提問者所要表達(dá)的意思。但是這個問題并沒有表達(dá)出晶體的衍射能力怎么樣,？所謂的“沒點(diǎn)"又表示著怎樣的具體情況,？然而多數(shù)情況下，稍微問一下,，就發(fā)現(xiàn)“高角度沒點(diǎn)"只是空洞的訴求,。
分辨率，衍射能力,，這是晶體學(xué)里重要的東西,。然而化學(xué)晶體學(xué)很多時候都在弱化這些基礎(chǔ)。高角度無點(diǎn)，但晶體的分辨率是.9A,？1.1A,？1.5A？3A,？還是更低,？這些數(shù)字背后，其實(shí)表示著截然不同的衍射能力和晶體質(zhì)量,。但令人不解的是,，為何所有問題都只說是“高角度沒點(diǎn)"？
關(guān)于回答也挺有意思,。有人回答用更強(qiáng)的光源,，有人回答用低溫就好了，也有人回答去同步輻射,。為什么就沒有人反思晶體本身呢,？
其實(shí)每個晶體都有自己的衍射能力的上限，哪怕是用宇宙再強(qiáng)的光源也無法突破這個極限,。我們在書本上學(xué)習(xí)的很多東西都是晶體,。意思是，晶體會形成很美的衍射點(diǎn),，Bragg衍射嘛,。但晶體才是晶體學(xué)工作者的生活常態(tài)。
其實(shí)晶體的結(jié)構(gòu)因子是連續(xù)的,，是一種波函數(shù),。在晶體加持下，連續(xù)的波相干加強(qiáng),，在衍射圖上就只剩下了我們能看到的衍射點(diǎn),。然而晶體，比如結(jié)晶性不好,，排列無序,，晶體內(nèi)部溶劑無序等，衍射圖上就不會有高分辨率的衍射點(diǎn),，衍射圖上也會出現(xiàn)模糊和波紋,。所以什么樣的晶體，就會有什么樣的圖案,。即便并不是明顯的衍射點(diǎn),，那些衍射的花紋信號也是晶體結(jié)構(gòu)的體現(xiàn)。但垃圾的晶體永遠(yuǎn)不會有高質(zhì)量的衍射數(shù)據(jù),，這永遠(yuǎn)是定律（這是每個做蛋白晶體的人都有的深刻感悟,，然而對于小分子晶體世界卻是另一番鏡像）,。那么問題來了,，0.83 A 這么一個空洞的數(shù)字,，是誰來規(guī)定所有的晶體都要達(dá)到的呢？
▲圖1 ：晶體和非晶體 圖片來源Nature 2016,530,202-206
數(shù)據(jù)收集的怪相
小分子晶體收數(shù)據(jù)或者處理處理數(shù)據(jù)有個奇怪的現(xiàn)象,，不管什么晶體,，都去固定在Mo靶 0.77 A or Cu靶0.83A。假設(shè)一個晶體的衍射能力極限是1.1A,，那么收集或處理到0.83A的意義何在呢,？當(dāng)然我知道這是唯checkcif帶來的搞笑吐槽。
日前看到一個數(shù)據(jù),，甚是困惑：這晶體為什么要收,？又為什么這么收？
首先,，這個晶體衍射很弱,，為什么只用5s的曝光？蛋白晶體也是一樣,。好像被同步輻射慣壞了一樣,，曝光時間稍微長點(diǎn)就好像不可思議一樣。晶體衍射實(shí)驗(yàn)就是拍照,。如同夜晚光線弱了,，要拍出清晰的照片不應(yīng)該使勁增加曝光時間么？逼近分辨率上限的辦法就是增加曝光時間,。
▲圖2 Frame…
第二,，這個分辨率已經(jīng)很低了，為什么數(shù)據(jù)要收到0.83A呢,？這張衍射圖的分辨率范圍是1.3A 到 0.84A,。然而據(jù)目前的曝光時間看，這個分辨率不會有任何衍射信息出現(xiàn),。而這里的曝光時間是15s,，整個數(shù)據(jù)收集了10個小時，其中9個小時在收集空白的衍射圖,。然后抱怨解析不出結(jié)構(gòu),。抱歉，這樣的分辨率設(shè)定是在浪費(fèi)時間,。
▲圖3 Frame…
有效的Cu靶數(shù)據(jù)收集
我在培訓(xùn)的時候,，一直在強(qiáng)調(diào)一件事：不要把時間浪費(fèi)在無意義的晶體和無效的數(shù)據(jù)收集上。不要把0.83A 當(dāng)成“定理"一般供奉著,，去浪費(fèi)機(jī)時,。有好的晶體分辨率可以到0.3A,，自然也有不好的晶體，分辨率讓人頭疼,，但這都是晶體真實(shí)的一面,。
晶體測試的目的是為了闡釋分子或者晶體結(jié)構(gòu)，如果這個目的可以達(dá)到,，那么任何分辨率的數(shù)據(jù)都應(yīng)該是有效的數(shù)據(jù),。所以如果某種晶體才試了很多次之后，極限可以達(dá)到1.1A,，那這個數(shù)據(jù)就有收集的理由,。即便是采集一天一夜，這也是個有效的數(shù)據(jù),。100個垃圾的數(shù)據(jù)也比不上一個有效的數(shù)據(jù),。
我們只需要設(shè)置目標(biāo)分辨率為1.0 A 就可以保證衍射圖上大部分?jǐn)?shù)據(jù)是有效的數(shù)據(jù)，而不至于再浪費(fèi)時間,。目標(biāo)降低了（有意義的降低）也就大幅度的縮短所需的衍射圖數(shù)目,，這樣即便分配給每張衍射圖數(shù)倍的曝光時間，總體時間反而更短,。
▲圖4 同樣是10個小時的數(shù)據(jù),，結(jié)果大不相同
這是個非常簡單的邏輯，不是嗎,？
我很困惑,，晶體學(xué)在不斷的進(jìn)化，為什么我們的思維模式在不斷的退化,，變得更加的死板,。
晶體學(xué)里并沒有那么多恒定不變的定理，只是我們?nèi)藶榈毓袒?。所以忘掉死板?.83 A吧,，順便正確理解checkcif的意義。
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