CAP数据还原-完整度(损坏衍射图)

DJ_Tokyo

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CAP数据还原-完整度(损坏衍射图)

本文问题解决思路合作者：B站Up主“saijyu_细雨”

最近，有小伙伴的一个理学单晶仪测试得到的数据如图1所示（由Olex2 [1]呈现），完整度92.4%，信噪比很低（4.6），Rint较高（15.06%），验证报告（由PLATON [2]）显示触发了一个A级警报PLAT029（参阅推文“CheckCIF-PLAT029”）和一个B级警报PLAT026（参阅推文“CheckCIF-PLAT026”）。

                              

▲图1 初始数据情况

对方将原始衍射照片文件发了过来，用CrysAlisPro [3]打开重新还原（参阅推文“理学单晶数据还原操作步骤”）看看情况，在进行Peak hunting时，遇到如图2所示提示，无法打开衍射图第4轮第21帧“exp_1524_4_21.rodhypix”。

▲图2 Error or warning弹窗提示

在frames文件夹中找到第4轮第21帧“exp_1524_4_21.rodhypix”衍射图，如图3所示，因为笔者已设置衍射图默认打开程序为CAP FrameView 2.22，所以双击该帧衍射图，结果弹窗提示“exp_1524_4_21.rodhypix”不是一个有效的图像文件，这表面该帧衍射图已损坏，正常的衍射图双击时会进入CAP FrameView 2.22界面，如图4所示为“exp_1524_4_22.rodhypix”衍射图。

▲图3 损坏的衍射图

▲图4 正常衍射图用CAP FrameView 2.22打开的界面

正常进行数据还原会发现还原进程终止在第4轮第20帧，如图5所示。

▲图5 还原进程终止

点击主界面左侧第二个按钮CMD以查看专家命令行和历史（expert command line and history），如图6所示。

▲图6 CMD按钮

如图7所示，红色文字提示由于第4轮第21帧衍射图损坏导致还原进程终止。

▲图7 Shell command window对话框

点击“DataReduction”中的“Datareduction with options”，如图8所示。

▲图8 Data Reduction>>Data reduction with options

在“Step 2:Experiment run list for data reduction”界面数据列表中点击第4轮数据所在行，然后点击“Edit end num of selected run”，并将弹窗中输入框的27（第4轮总共27帧衍射图）改为20（舍弃第21至27共7帧衍射图），如图9所示，然后点击Finish按钮重新还原。

▲图9 Step 2: Experiment run list for data reduction>>Edit endnum of selected run

此时发现第6轮第32帧衍射图也是损坏的，导致还原再次被终止，如图10所示。

▲图10 第6轮第31帧衍射图损坏导致还原被终止

按同样方法舍弃第6轮第32至53共22帧衍射图，如图11所示。（注：重新进入“Datareduction with options”后，第4轮又恢复默认设置，因此这里需要重复图9操作。）

▲图11 Step 2: Experiment run list for data reduction>>Editend num of selected run

重新还原后结果如图12所示，数据完整度变为99.6%。

▲图12 舍弃29帧衍射图后还原结果

鉴于衍射较弱，可以考虑将分辨率由0.71Å截断至0.84 Å，具体操作如下，点击“Data Reduction”中的Finalize，如图13所示。

▲图13 Data Reduction>>Finalize

在弹窗的窗口中“Filtersand limits”中点击Manual，如图14所示。

▲图14 Finalization>>Filters and limits

点击Manual后，勾选“Resolution limits”激活输入框，并输入分辨率截断值（默认为0.8370），如图15所示，此处采用默认值，完成设置后点击右下角OK按钮。

▲图15 分辨率截断

最终处理结果如图16所示。

▲图16 重新还原解析结果

上述方法是舍弃了292帧衍射图中的29帧（第4轮损坏的第21帧及其之后的6帧和第6轮第32帧及其之后的21帧），舍弃的比例约10%，最终数据完整度99.7%，还可接受。

但如果损坏的衍射图比较靠前，舍弃比例过大，则可能仍然影响数据完整度，可尝试采用如下方法：删除损坏的衍射图，然后复制好的衍射图并重命名，具体到本案例，操作如下：

删除第4轮损坏的第21帧衍射图“exp_1524_4_21.rodhypix”，复制其之前或之后一帧衍射图，例如复制“exp_1524_4_20.rodhypix”并将其重命名为“exp_1524_4_21.rodhypix”（相当于“exp_1524_4_20.rodhypix”积分了两次）；

删除第6轮损坏的第32帧衍射图“exp_1524_6_32.rodhypix”，复制其之前或之后一帧衍射图，例如复制“exp_1524_6_31.rodhypix”并将其重命名为“exp_1524_6_32.rodhypix”（相当于“exp_1524_6_31.rodhypix”积分了两次）。

如此重新还原后，结果如图17所示，完整度和信噪比均有所提高，R因子也降低了一些。

▲图17 复制衍射图重新还原结果

采用第二种方法时，Peakhunting可能会出现如图18所示提示，但不影响数据还原。

▲图18 第二种方法Peak hunting出现的提示

视频演示操作请参阅：

CAP数据还原-完整度(损坏衍射图)：https://www.bilibili.com/video/BV15ky4ByEkZ

参考文献

[1]    Dolomanov,O. V.; Bourhis, L. J.; Gildea, R. J.; Howard, J. A. K.; Puschmann, H. OLEX2: A Complete Structure Solution,Refinement and Analysis Program. J. Appl. Cryst. 2009, 42, 339–341. DOI: 10.1107/S0021889808042726.

[2]    (a) Spek, A. L. Single-CrystalStructure Validation with the Program PLATON.J. Appl. Cryst. 2003, 36, 7–13. DOI: 10.1107/S0021889802022112.(b) Spek, A. L. StructureValidation in Chemical Crystallography. ActaCryst. 2009, D65, 148–155. DOI:10.1107/S090744490804362X. (c) Spek, A. L. What Makes a Crystal Structure Report Valid? Inorg. Chim. Acta 2018, 470, 232–237. DOI:10.1016/j.ica.2017.04.036. (d) Spek, A. L. checkCIFValidation ALERTS: What They Mean and How to Respond. Acta Cryst. 2020, E76, 1–11. DOI: 10.1107/S2056989019016244.

[3]    RigakuOxford Diffraction, (2025), CrysAlisPro Software System, version1.171.44.91a, Rigaku Corporation, Wroclaw, Poland.