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摘要晶体X射线衍射技术是生物大分子结构解析的主要技术，依托于上海同步辐射光源建设的生物大分子衍射线站为中国的结构生物学研究提供了有力的支撑。而目前我国缺乏自己的晶体衍射数据处理软件，不能适应光源建设的需要。为了更好地满足结构生物学研究者对衍射数据处理的需求，扭转我国对国外软件长期依赖的局面，本课题组全面地研究了单晶体X射线衍射数据处理过程中所涉及的主要原理，成功地将原始衍射画面处理为以衍射指标标定的包含衍射点强度及标准偏差的标准晶体学数据。<br>　　本论文详细介绍了作者所参与及主要承担的单晶体X射线衍射数据处理所涉及的基本模块的主要科学原理、工程化技术细节及处理结果。主要包括:<br>　　(1)指标化:对衍射实验几何关系的解析，利用全空间投影方向搜索及傅里叶变换分析晶体晶胞参数及取向，Niggli约化原理，布拉维晶胞的判断与转化，倒易晶胞的最小二乘修正，利用差矢量傅里叶变换计算入射光极射中心(beam center)坐标，晶体到探测器距离的搜索修正等。<br>　　(2)坐标预测:对表述倒易点弥散程度的概念——镶嵌度(mosaicity)的全新定义，指定参数下衍射画面的模拟，利用衍射画面模拟对衍射点画面坐标进行预测，单应性变换原理对预测坐标的修正等。<br>　　(3)强度及标准偏差的校正:对不同区域强度系统性响应差异的校正(scaling)，利用正态概率图对标准偏差进行校正，利用贝叶斯统计对负强度衍射点进行校正等。<br>　　在研究过程中，作者给出了若干具有创新性的原理方法，主要包括:<br>　　(1)提出差矢量傅里叶变换原理，自动化计算极射中心坐标，能有效解决上海光源部分数据的极射中心坐标缺失问题。<br>　　(2)提出倒易坐标全局误差的距离搜索优化，有效解决了上海光源部分数据晶体到探测器距离误差较大的问题。<br>　　(3)定义了全新的镶嵌度概念，用倒易衍射点的相对大小描述，并提供了对镶嵌度的自动化估计方法，能自洽地应用在配套的坐标预测模拟方案。<br>　　(4)首次引入了单应性变换原理用来修正衍射点画面预测坐标的偏差。<br>　　(5)提出scaling分区的三种独特方案。<br>　　这些创新原理有效解决了上海光源数据的问题，增进衍射数据处理的质量。对于科学原理较成熟的处理模块，作者也给出了可行的工程化方案，设计了有效的逻辑框架，积累了关键的工程参数。最终利用编程语言Pythor2完成了衍射数据处理各个模块的编程实现，整合成了一款新的单晶体X射线处理软件——autoPX，并通过实验衍射数据的处理对这些原理进行了验证，且结果表明，利用autoPX处理的生物大分子晶体衍射数据可以有效完成结构解析。目前autoPX已经被上海光源作为常备软件安装，有效支持了国内的同步辐射光源生物大分子衍射线站的建设。