2023_中級者講習会_DIALS演習
2023年11月10日

15:26

適宜全画面表示をさせたりするとよい。通常の画面だと画面が切れて表示されてしまうことがある。
別のドキュメントを参照したい場合は全画面表示を解除または，Alt+tabキーで画面切り替えするのがやりやすいかも。

↑このアイコンでFullScreenにすることができます。
↓画面左上のActivitiesをクリックすると，左側にアイコンが表示される。

Activitiesの一番下のアイコンをクリックしてSettingを開くか，あるいは画面上部右側の電源ボタンのところをクリックしてSettingボタンを開く。
その中にPowerのところでBlank Screenの時間がDefaultで5minになっているのでNeverに替えておくと良い。
（開いたらDevicesになっていると思うので画面を一つ戻ると画面が切り替わってPowerの部分が見つかるはず）

画面サイズも変更することが可能（任意）。（サイズ変更せず全画面表示で対応するでも良い）PDF - 1 ページ

↓（画面左上の＜ボタンを押すとSetting画面が一つ前の階層に戻る）
画面のスリープ状態になるまえの時間を変更できる。PowerセクションにてBlank Screenになるまでの時間をNeverにしておくとよい。

画面を一定時間操作しないと，タイマー画面が表示されてスリープ状態になりますが，その場合は，画面をダブルクリック（または何回かクリック）してください。
そうすると上記のようなパスワード要求画面になると思います（Password画面に切り替わるまで時間かかる場合あり）。
パスワードを入力してUnlockすれば先ほどまでの画面に戻る。

★ここからDIALSを実際に開いていく。
ターミナルを開く（Activitiesをクリックしてターミナルのアイコンをクリック）。

[pfmx-user@ip-172-31-0-169 20230712_slow]$ cd ..

cd（cd ..）(どちらでもよい)を押すとホームディレクト[pfmx-user@ip-172-31-0-169 ~]$ ls
20230712_slow data
benchmarkDocuments Musicリに移動。
PublicVideos

lsでそのディレクトリに含まれるファイルやフォルダがリスト

Desktop Downloads Pictures Templates yamada_test アップされる。

[pfmx-user@ip-172-31-0-169 ~]$ mkdir 20230712_fast

任意の場所に（今回はそのホームディレクトリ上[pfmx-user@ip-172-31-0-169 ~]$ cd 20230712_fast/に），解析後のデータ保存先となるフォルダをmkdir[pfmx-user@ip-172-31-0-169 20230712_fast]$ ls

で作成し，そこのフォルダにcdで移動してから，そこで[pfmx-user@ip-172-31-0-169 20230712_fast]$ dui

小文字でduiを打ってDIALSを起動するという流れ。

DIALSの画面が起動するのに多少時間がかかる。

DIALSについては以下のホームページも参照。
DIALS: Diffraction Integration for Advanced Light Sources — DIALS documentation＞Documentation — DIALS documentation＞Processing in Detail with DUI — DIALS documentation（ https://dials.github.io/documentation/tutorials/processing_in_detail_betalactamase_dui.html）

DUIが起動すると以下のような画面が表示されるはず。
ここではまだ何もデータをInputしていないので，Noneという表示になっているはず。

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ここではまだ何もデータをInputしていないので，Noneという表示になっているはず。
↓左側に回折データ処理手順がアイコンとして並ぶ。データをImportして処理を進めていくと順々にアイコンがアクティブ状態になりクリックできるようになる。

ちなみにもし途中でDIALSの画面を消してしまったとしても，ターミナル画面にて再度duiと入力してEnterを押せば先ほどまで開いていた状態の画面が表示される。
データ処理ごとに画面右側のImageやLog，Reportに結果が反映されていく。結果の内容を詳しく見たい場合はそれらを参照する。
Toolsでは回折点のViewerと，逆格子点のViewerがある。Experimentでは回折点を解析した結果による最終的な実験値がまとめられる。

画面内の赤枠で囲った小さいぽつぽつ（↓の画像参照）をドラッグするとその枠のサイズを変更することができます。
見やすさに応じて変更するとよいでしょう。

それでは解析を初めていく。

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それでは解析を初めていく。
データを読み込むにはImportの部分をクリックしてSelect fileする。
今回はpfmx-user/data/osc_fastの中のマスターファイルを開く。

Importが済んだら下のような画面になる。これで画面下の方のDIALS Runというところがクリックできるようになるのでそれをクリックする。
これによりSelectしたファイルの読み込みがスタートする。

回折データのImportが終了したら，左側に縦に羅列してあるアイコンが順番にクリックできる状態になり，かつ回折点の情報が右側に表示される。
左側に縦に羅列してあるアイコンを順番通りにRunを実行していくだけで構造解析に使用する回折データの統合を完了させることができる。

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Toolsタブ＞Open image viewerから回折点をより見やすいViewerを立ち上げることができる。

↓Open image Viewer画面。SettingsからResolution Ringsを表示させたり，ice ringsを表示させたりもできる。
この画面を閉じたい場合は右上の×をクリックすればよい。
DIALSでの解析に戻る場合はこのポップアップ画面を閉じないと先に進めない（ポップアップ画面が表示された状態では先に進めない）ので注意。

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まずは画像の中から回折点であるスポットを認識させるために，Findを実行する。
画像イメージから回折点（スポット）を抽出しつつ，その強度（濃淡）を数値化する。
Findを押すとHistory Treeにfind_spotsという文字が表示される。

↓設定画面

Find_spotsが完了すると以下の画像のように閾値以上の強度を持つ回折点が青く表示される（ちなみにfind, index, lattice, …など各種Runを実行するとその時のLogと回折スポットについての情報を記したファイルが作成される。
ターミナルで確認すると確かにファイルが作成されていることが分かる。

）
次はIndexに進む。
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次はIndexに進む。

Indexで各画像一枚一枚の各スポットのhkl指数（各スポットの反射面を示すミラー指数）が以下のように設定される。
（ミラー指数では結晶の反射平面の一群を指定することができ，入射するX線の反射平面に対する角度，およびそのときの反射平面の一群の面間隔から回折点の位置が決まる。）
設定で何も入力しなければまずはP1として指数付けされる。（Index後，Latticeにて格子を選択することができる）

また，Indexが終わると，逆空間上の逆格子点を参照することもできる。
Latticeでは，回折点がどんな規則性で並んでいるかを14個のブラべ格子の中から推定する。（単位格子の種類を選ぶ）
表の下のほうにBest guess solutionを提示してくれるので基本的にそれを選択すればよい。

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Refineでは上で選択したブラべ格子で再度Indexを実行し，外れ値となる回折点を除去するなどして，結晶の方位（角度）や格子長の最適化が行われる。
Logを見ると選択した格子でIndexされたことを確認できる。
Reportを見て，フレームが進むにつれて６つのセルパラメータ（格子定数）が大きく変動していないかなどを確認する。（X線のダメージが蓄積するとセルパラメータが大きく変動したりする）

Integrateで各フレームでIndex（指数付け）された回折点とその数値化された強度を一つにまとめる。
実験値と，上で選択した単位格子による結晶の対称性をもとに理論的に算出された値もすり合わせる。
Integrateは計算量が多いのでデータ統合が完了するのに少し時間がかかる。

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HistoryTreeおよびLog画面の文字は実行中は緑色，完了しているものは青色文字になります。 ↑↓比較

Integrateが終了するとImage上には観測されるべきスポットが青色で表示される。

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Integrateが終了したら，Symmetryにて，単位格子内にさらなる対称性があるかを消滅則の有無から検証する。

最後にフレームごとのずれ（主にスポット強度差）を補正するためにScaleにてIntegrateした回折データを同じスケールに調節し（検出器で回折点が測定される前に発生する実験的効果を最適化するための各反射に対するスケール係数を決定），そのときの統計値を算出する。Scaleが完了すると構造因子を導出することができる。
High resolution limitで分解能の上限を決めてScale（IntegrateやSymmetryも同様）することもできる。
（基本的に一番最初のフレームが一番強度が高い。結晶がノーダメージの状態でX線があたるので。フレーム進むにつれてダメージが蓄積するため，回折強度も弱くなる傾向にある）
最近はCC halfの値（データをランダムに二つに分けてそれぞれでの計算結果の相関係数。１が相関Max。0は相関なし。）が0.6以上のところをReslution cutoffとする？

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最近はCC halfの値（データをランダムに二つに分けてそれぞれでの計算結果の相関係数。１が相関Max。0は相関なし。）が0.6以上のところをReslution cutoffとする？

Scaleまで終了した回折処理済みデータをMTZファイルとしてExportして終了。
ファイル名はDefaultでdui_output.mtzになるが，変更可能。

MTZファイルの書き出しまでおわればOK。ここまでの流れはXia2（ジアツー）-DIALSでも同様で，MTZファイルの書き出しまで一気にやってくれるものもある。
そのMTZファイルを使ってそのあとの位相決定に進む（分子置換とか）という流れとなる。
自身のPCでDIALSをRunさせるには，CCP4i2をインストール。
↓CCP4i2のタスクの中にDIALSが組み込まれている（Xia2も同様）

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Xia2の利用
xia2-dialsをコマンドラインでRunする場合，所定のフォルダ上（Xia2-dials用のフォルダを作成するとよい）でxia2 pipeline=dials /home/pfmx-user/data/osc_slow/を入力（.h5ファイルが格納されているフォルダを指定すればよい）
xia2-xdsをコマンドラインでRunする場合，所定のフォルダ上（Xia2xds用のフォルダを作成するとよい）でxia2 pipeline=3d /home/pfmx-user/data/osc_slow/を入力（.h5ファイルが格納されているフォルダを指定すればよい）

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CCP4iでXia2を実行

CCP4i2でXia2を実行