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晶體日記(十九)- 給使用OMIT完整的證據鏈- X射線衍射XRD

更新時間:2024-09-04點擊次數:1917

有個存在于但是不限于晶體學的問題:遇到問題,優先級不是想著怎么理解,怎么解決,而是想著怎么掩蓋,讓別人看不到,或者忽略。

近期聽到一個有意思的詞,“離群衍射點",指的是精修時發現的(Fo vs Fc)誤差值過大的衍射點,or Most Disagreeable Reflections。雖然聽到時是個烏龍,被當成了Q峰。當然這是常見的概念上的混亂和張冠李戴,這個就不吐槽了,太費神。但是“離群" 就“刪掉"了之了么?

聊聊OMIT

既然說到了這個事情,那就得聊聊OMIT這個事情。如同Squeeze的濫用,為了獲得比較好看的一些指標,OMIT也在被濫用的狀態。經常看到明明衍射超好的數據,可是卻被一個不知道誰教的死板指令 “OMIT -3 50" 活生生的砍在了一個固定的分辨率。細究起來,你會發現,很多學生根本不知道這個指令是啥意思,只知道說:這樣可以提高完整度,降低R1值。 What?為了提高完整度刪除數據?這是個啼笑皆非的事情。繼續再問,你會發現甚至很少有學生知道 這里的-3 是什么意思。或者是使用一長串匪夷所思的OMIT h k l。據說不只是為了去掉所謂 Error/esd 大于10的衍射點,而是為了讓R factor降低到自己或者審稿人結構滿意的水平。然而對于應該關注的結構本身,卻不加什么改進。忽略了,看不見,就當作沒有問題。這時候我會覺得粉末的Rietveld結構精修反而不會有那么多讓你“假"的機會。單晶結構精修的毛病之一就是從數據處理到結構精修給你機會,讓你選擇性的忽略。

OMIT的使用

撇開這些“原則"性的問題,OMIT的使用,在上其實可以看到三種不同的語法。

OMIT atomnames 創建 omit map 獲取原子無序的清晰電子云圖譜。

OMIT s[-2] 2θ(lim)[180]  限定忽略2θ的范圍(分辨率),以及信噪比很低的衍射點的處理方式(s的設定)。無特定理由,不推薦隨便忽略有效的高分辨率數據。

OMIT h k l 忽略特定的衍射點。Beam stop陰影影響的衍射點,或者強度偏差較大的衍射點。但不應濫用。

分辨率和完整度的問題之前已經討論過很多次,所謂用OMIT提高完整度是沒必要而且相當扯的事情。
正確求解的打開方式

而忽略的特定的衍射點則更需要細究很多事情。忽略Fo和Fc偏差很大的衍射點,為什么一定是Fo出了問題呢?

很多時候這是結構模型搭建的有問題,導致Fc的計算出現了偏差。所以在沒有搭建好合理的模型之前,就不要去質疑數據本身存在問題。如果結構模型沒有問題了,依然出現了大量的偏差很大的衍射點。比如Fo >> Fc,伴隨的問題肯定是R1降不到數據看起來應該有的水平,那大概率這是孿晶的問題,這個時候不去處理孿晶,反而用OMIT去忽略衍射點就是找錯了病因,或者根本沒找病因,亂開藥的形式了。如同看到大的Q峰就說是無序,就做squeeze,就說是孿晶導致的… 都是不負責任的回答。如果沒有孿晶,結構模型也沒有問題,有些低角度的衍射點強度偏差很大,這時候我們才考慮的是這些衍射點受到了Beamstop的影響。然而這也不是無誤的。你給一個所謂的“離群"衍射點推定了有罪,就需要有相應的證據。所有的衍射數據都在衍射圖中,我相信沒幾個人會消滅衍射圖上的證據,即便你會數據造假。比如這個數據,在lst 文件中的Most Disagreeable Reflections中可以看到兩個特別離譜的衍射點,Fo^2 遠遠小于 Fc^2,接近于0。

找特定的衍射點的原始數據是個Easy的事情,回到APEX5-> Examine Data-> Find a reflection ,去查看這些衍射點究竟發生了什么。

我們可以清楚的看到一些衍射點恰好位于Beamstop的后面。看起來使用omit指令是合情合理的。但這還沒有結束。仔細去看 1 1 2 等效衍射點的分布,我們會發現,有些衍射點距離陰影很遠,有些則被陰影覆蓋。


等效衍射點具有相同的d值,出現在相同的2θ角。這樣的結果,只有一個原因,Beamstop陰影并不是以光路中心為圓心的圓,而是偏向了一邊。打開分辨率環就可以明顯看到這個問題的根本原因:Beamstop并沒有在中心位置。

所以Beamstop這才是根本的原因,簡單將Beamstop調整歸位就可以解決這樣的問題。任何衍射點都有它存在的意義,尤其這些強衍射點對電子云圖的計算貢獻更大。所以就算是給一個衍射點判失誤,也要給它足夠的“罪證"。實驗本身是為了發現未知,而未知會體現在很多反常的現象里。眼不見心不煩,亦或是偷偷用假的方式去美顏,去修改,去掩蓋,都不應該是一些軟件設計者的初衷,亦或是使用者偷懶的手段。

科學并不是為了迎合誰。

PS: 當然我也知道講了再多,也很少人會去仔細的去找證據。也許大家內卷的都太忙了吧.. 不過有時間了,琢磨琢磨,會打翻自己潛意識里已經認定的很多認識。很多事情,并沒有保證的對錯而言。

-轉載于《布魯克X射線部門》公眾號

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