構造生物 Vol.3 No.2
1997年7月発行

BL6Bマニユアル



BL6B(TARA坂部プロジェクト)の使用説明書です。このマニユアルの製作は三木研 玉田氏、坂部研池水氏、同じく酒井氏、広津研岡田氏、田中研富長氏、その他大勢のビームラインアシスタントにより行われました。今後もこのマニユアルがいろいろな方の手を経て完全なものに近づいていくと信しています。このマニュアルとは別に甲斐研の栗栖氏によるBL6A、BL18Bに関する完成度の高いマニュアルがあります。そちらもご覧ください。

マニユアルの目次

ビームライン使用に関する工トセトラ
ビームアライメント
波長の設定
測定条件の検討
ポラロイドカセットによる軸立て
回折データの収集
回折データのバックアップ
回折データの処理
クライオクーラーの利用
利用可能なその他の設備
結晶準備室l&Il
低温室
生理準備室
化学準備室
化学洗浄室
電気ストック
真空ストック
参考文献ガイド?
終わりに

ビームライン使用に関するエトセトラ

ビームアライメント

最高の条件で実験するために毎朝ビームに対してカメラを調整する必要がある。以 下にはそのための操作を示した。

ハッチ内

カメラの下流側にある2つのマグネットを取り外す。
カメラの下流側にある1つ固定用のばねを緩める。
イオンチャンバーを試料用へリウムパス用レールに取り付ける。 0.2mmの2点コリメータを付ける。

PC

Beam alignmentメニユーで、シャッター(F3)を開けてピコアメータを見る。

針が0をさしている → 1 へ
針がふれている → 2 へ

  1. 0.2冊の1点コリメータを付けて様子を見る。X線が出ていない場合、さらに大き なコリメータを付けてみる。0.5冊のコリメータでもピコアメータがふれなければ、 中丸氏を呼ぶ。X線が出るようであればカメラを調整し、徐々に小さいコリメータ にしていく
  2. DlRECT(F7)を押し、B+C、HR0T、VR0T、2θの4つを調整しピコアメータの値を最 大にする。HR0T,26はバックラッシュを取るために必ず右矢印(もしくはテンキ ーの6)で最後はあわせる。
  3. 0.2冊のコリメータにつけかえて一応ビコアメータの値を確認。(2点コリメータ であわせた場合のカメラのパラメータと0.2mm1点コリメータ+0.2mmφピンホー ルであわせたパラメータが同じであるはずだが、実際は相当ずれている。原因は2 点コリメータの工作精度の問題と思われる。)
  4. 0.2mmφのピンホールをセンタリングする。
  5. Z(ω軸の並進)をちょっとづつ変えてピコアメータの値が最大を示す場所を探す。 Zの調整はω軸の後方(ビームライン7番方向)にある。
  6. 顕微鏡のクロスをビンホールにあわせる。
  7. カメラ固定用マグネットを元の位置につけ、固定用ばねをロックして終了。

波長の設定

1997年11月時点では、1.00A固定である。ただし、モノクロメータの評価試験の結 果によっては、自由な波長変更が可能になる。

測定条件の検村

効率的なデータ収集を行うためには測定条件を検討することが必要である。結晶の 分解能や格子、目的によっても条件はことなるので、前もって予備実験をしてきち んとした実験計画を立ててから測定することが肝要である。たとえば測定方法にし ても、結晶軸を回転軸として振動範囲を増やし、出来るだけ使用するl Pの数を少 なくするという方法と軸を立てずに振動範囲を小さくしてブラインドリージョンを 少なくし、その上S/Nを稼ぐ方法もある。どのように測定するかは実験の目的次第 である。

ポラロイドでの結晶の軸立て

結晶方位を決めてデータ収集を行う場合、ポラロイド写真を使うと迅速に軸立てが できる。

A.ポラロイドカメラ操作法

  1. Load/Process切り替レバーをLoadにする。
  2. EXP0SEレバーを押し下げる。
  3. This side toward lensマークが同じ方向を向くように合わせてフィルムを入れ、 まるまで押しこむ。
  4. フィルムの上部を止まるまで引き出す。
  5. EXP0SEレバーを引き上げる。
  6. カセットをセットし露光する。
  7. EXP0SEレバーを押し下げる。
  8. フィルム上部を止まるまで押し込む。このときカセットの上面とフィルムの上端が 同じ高さになる。
  9. Load/Process切り替レバーをProcessにする。
  10. フィルムをゆっくり引き出す。もし引っかかって抜けなかったら、Load/Process切 り替えレバーをLoadにしてカセット荷担に金属ノブを押しながらフィルムを引き出 す。
  11. 現像時間(約30秒)が経ったら写真を取り出す。

B.ポラロイドカセットの設置
ワイゼンベルグのストッパーの後にポラロイドカセット収納場所がある(中丸氏の 図1参照)。そこに横長になるようにセットする。ポラロイド撮影時には収納場所 のふたをする必要はない。

C.撮影
1-2度くらいの振動写真を撮影し、結晶の方位を修正する。(カメラ長は 160mm)

D.軸立て終了
ポラロイドカセット収納場所のフタをしっかり閉める。
(ここもヘリウム置換される。)

回折データの収集

坂部らの実験によるとBL6Bのカメラ長は以下の通りである。
最小カメラ長575.7±0.17冊
(最長カメラ長967.9±0.14冊)

A.IPの消去

  1. IP表面をソルミックスとキムワイプで拭く。
  2. 消去器に入れ、10分ほど待つ。
B.IPのカメラカセットへのセット
  1. IP設置部を固定している金具を外すc
  2. IP設置部をゆっくり後ろに止まるまで引く。
  3. 固定用金具で固定する。
  4. ハンドルをまわしてIP設置部を90度回転させる。
  5. IPをセットする。
  6. 密着のため真空ラインをつなぐ。手順は、左のつまみを閉じ、右を開ける。
  7. ハンドルを回して90度回転させ、もとにもどす。
  8. 固定用の金其をはずし、IP設置部をゆっくり前に止まるまで戻す。
  9. 固定用の金具を止める。
補足) 大型IP二枚置きの時にはIP位置固定用の白いガイドを外し、IP吸着用のシン フレックスチューブを付け替える必要がある。詳しくは中丸氏に問い合わせること。
C.ヘリウム置換
ヘリウム供給はメインシャッターのスイッチがあるラックの真ん中 にある装置で制御する。つまみを3のところまでまわして2までもどすと数時間供 給される。供給が停止してもブザーなどは鳴らないので注意が必要。流1はデジタ ル表示の値*2リッター毎分である。(補足)97年11月には新しいタイプの制 御装置に置き換わっている予定である。
D.IPの読み取り
  1. IPリーダーの主電源をON
  2. SGI INDYの電源をON
  3. ユーザー名「ip」でログインする。(パスワードはアシスタントまたは担当者ま で。)
  4. Shellを開き自分用のディレクトリーを作る。(mkdir n∞ame)
  5. 「start」を入力する。コントロールソフトウエアーが立ち上がる。
  6. メニユーが現れる。ファイル名を入力する。 現在は「file」「scan line(0to 4000)」だけに気を付けていれぱ問題ありません。

    注意)フアイル名には拡張子なしで入カしないこと。
    注意)フアイル名の先頭に空白を入れないように気をつけること。

  7. スライド式の蓋を静かに開ける。
  8. IPの露光面を表側(WHITE face is UPSIDE!!)にして、BAS2000とつじつ まを合わせるのならば頭(IPナンバーがついている方)から挿入する。このとき、 くれぐれも粗雑に扱わないように気をつけること。

    注意) lPの1牧の値段は250,000円です。
    注意) 繰り返しますが、IPの露光面を天井に向けてリーダにセットすること。

  9. 静かにスライド式の蓋を閉じる。(読み取りが終わればl Pシートは元の位置に戻 る。)
  10. Measure menuからexecuteして、読み取りを開始します。ここからトラブルがなけ れば、およそ14分で終了します。読み取り中はreal timeで画面にイメージが表 示される。

    補足)リアルタイムディスプレイはデータすべてを表示しているわけない。
    注意)読み取り中(読み取りライン数が3999になるまで)はいかなる作業も INDY上で行ってはいけません。さもないと責弱なINDYはすぐにデータ転 送に失敗します。

  11. 読み取りが終了したらIPを確実に装置から取り除くこと。
  12. displayを選択して、読み収ったイメージファイルを拡大して見ることができます。 ほとんどの操作はマウスで実行できますので、いろいろ試してみてください。

    注意)読み取り中に何らかの,常、例えぼスカジーエラー、l Pが排出されない、 ,常な音かあった場合、速やかに中丸氏を呼んでください。

データの転送及びバックアップ

データの転送はIP読み取り中でないことを確認した後行う。転送先はBL6Bハ ッチ上にあるpfweis4(8ギガバイト)とTARAのプレハブ内にあるtarade1 (8x 4ギガバイト)が可能である。ワークステーションのl Dの取得は pfwels4について鈴木(PF)、taradelbについては佐々木氏(名大情文) に問い合わせること。(ユーザーIDは1グループ当たり1つ) パックアップ後は速やかに消去すること。

pfweis4ではクローンが1週間経過したファイルの消去を行っているが、ハードデ ィスクのスペースの状況により、その前に無断で消去する場合がある。

注意) 転送は絶対にbinaryモードで行ってください。
注意) PFから自分の研究室に大きなファイル(イメージ)をFTP転送しないこと。

回折データの処理

大型IPデータの処理にはWEIS、DENZO(ver.1.7b)、PROCESSの3 つが利用可能である。回析データの測定と並行してイメージの処理を行えるように ビームラインのpfweis4には先に示した3つのプログラムがインストールされてい る。読み取りを数台使ってデータ収集をすると装置毎にフィデューシャルの位置が 異なるという問題があるために、数枚まとめてバッチモードでの処理は難しい。現 在装置メーカに改善を依頼している。積分後の処理のためにCCP4、XTALVIEWが インストールされている。

クライオストリームクーラーの利用法

OXFORD社製のクライオクーラーをPFで効率よく使うため、前もってOXF ORDのマニュアルをきちんと読んでおくこと(マニユアルは各ビームラインにあ る)。使用中にクーラーヘッドの表面が水滴で濡れることがある。これは事前に 「真空引き」をおこなうことで防ぐことができる、真空引きの操作は、まずポンプ で1時問程度引き、その後加熱しながら6時間ほど引く。これらの操作の後、30 分ほど冷却すれば使用可能となる。この操作は基本的に中丸氏か担当者がおこなう ので、低温で測定したい場合は、実験前日までに連絡しておくこと。

A. 液体窒素の汲みだし

液体窒素の汲み場は実験ホール入り口から向かって左(BL6Bに向かう方)の側 室にある。入室にはIDカードが必要である。。取り扱いは現場に詳しい説明書が あるのでそれに従うこと。液体窒素のポット容量は、大きい方で約30リットル、 小さい方で約10リットルである。クライオクラーの液体窒素の消費1は0.6リ ットル毎時である。最初、ポットに液体窒素を人れるときは、デュワーに水分が入 ってないことを必ず確認すること。水分があるとデュワー内部に氷を形成し、管に つまりを生しさせる原因になる。汲み出しを行ったのに名前、汲み出した窒素量を ノートに書く。

注意) 必要以上のの液体窒素を汲み取らないこと。

B.コード類の接続

  1. それぞれ色分けされ、さらにマーキングされている。それを確実に丁寧に接続する。
  2. 機器の設置とコードの接続が終了した後、各電源をONにする。(ハッチ内にある コントローラとハッチの外においてある乾燥空気ユニット)
  3. コントローラのPROCボタンを押して様々なフェーズ(プログラムユニット)を 入れる。
  4. 最初のフ工一ズはRAMP(制御した速度で温度を変化させるモード)にし、EN TERキーを押してから最終温度、変化率(デフォルト120K/h)を人力した ら再ぴENTERキーを押して碓定する.
  5. 以上の条件でOKならば、STARTボタンを押す。
  6. 終丁するときは逆にRAMPモードで温度を徐々に上げていき、ほぼ室温に戻った ら電源を切ることができる。

    注意) 測定終了と同時に「いきなり電源を切らない」ようにすること。

  7. あとかたづけ−その後しばらく使用しないならば、多少残っている窒素をホー ルの外に捨て(人に隠れて)、デュワーを逆さにして中を乾燥させる。

利用可能なその他の設備

直接TARAには関係無いが、知っておくと便利なその他の設備と利用上の注意点 を示す。(詳細はPAC応募資料参照のこと。)

研究棟1階結晶準備室T&U

蛋白質等の結晶化に最低限必要な設備,器具等を有し、精製した試料の結晶化およ び結晶のマウント等を行う事が出来ます。
[主な設備]
電子天秤、顕微鏡、pHメータ、卓上遠心機、冷蔵庫、冷凍庫、製氷器、結晶保存 用インキュベータ(3台)、自動結晶化装置。
[利用上の注意]
  1. 本準備室を利用する時は予め担当者と連絡をとり,スケジュールの調整を行なうこ と。
  2. 広範囲の占有は避けること。また、利用中、利用後は常に清潔にするように心掛け、 次の利用者が使える状態にしておくこと。
  3. 結晶は大変にデリケートなものであるので他の利用者との間で協力して利用するこ と。
  4. 当室には実験排水を処理する設備がないので有害物質の使用は出来ない。その様な 操作は化学試料準備室で行なって下さい。
  5. 当準備室で飲食をしないこと。
  6. 物品(薬品類を含む)を保管する場合には使用ビームライン、所属大学名、氏名、 保管予定期間を明記すること。特別の理由が無い限り長期保管はできない。ビーム タイム終了後に記名の無い物品は処分される場合がある。
  7. 器具・装置などの破損、不調は担当者まで連絡すること。

研究棟1階低温室

[設備]
常時4±1℃、湿度601%に保たれている。
[利用上の注意]
  1. 当室は保温のため密閉されている。そのため、室内での作業中に酸欠になる危険性 がある。これを避けるために長時問の滞在は避けること。酸素メータで酸素濃度を 確認しながら作業を行い、ブザーがなったら速やかに待避すること。
  2. 結露をさけるため、扉を速やかに閉しること。また前室の扉も開放しないこと。
  3. 広範囲の占有は避けること。また、利用中、利用後は常に清潔にするように心掛け、 次の利用者が使える状態にしておくこと。
  4. 物品(薬品類を含む)を保管する場合には使用ビームライン、所属大学名、氏名、 保管予定期間を明記すること。特別の理由が無い限り長期保管は許されない。ビー ムタイム終了後に記名の無い物品は処分される場合がある。
  5. 当室には実験排水を処理する設備がないので有害物質を使用は出来ない。その様な 操作は化学試料準備室で行なうこと。
  6. 当準備室で飲食をしないこと。
  7. 飲食品の保存はしないこと。

研究棟1階生理試料準備室

実験ステーションで行い難い生体試料の調製作業を行なうことができる。
[主な設備]
蒸留水製造装置、冷凍冷蔵庫(2台)、微量冷却遠心器、紫外可視分光光度計、顕 微鏡写真撮影装置、冷却高速遠心器、冷凍庫、電気泳動装置、振とう恒温槽。
[利用上の注意]
  1. 広範囲の占有は避けること。また、利用終了後の片付けを行ない、次の利用者が使 える状態にしておくこと。
  2. 物品(薬品類を含む)を保管する場合には使用ビームライン、所属大学名、氏名、 保管予定期間を明記すること。特別の理由が無い限り長期保管は許されない。ビー ムタイム終了後に記名の無い物品は処分される場合がある。
  3. 当室には実験排水を処理する設備がないので、有害物質を使う実験は出来ない。そ の様な操作は化学試料準備室で行なうこと。
  4. 当準備室で飲食をしないこと。
  5. 器具・装置などの破損、不調は担当者まで連絡すること。
研究棟1階化学準備室

PF内では廃液をともなう化学実験を行なうことができる唯一の部屋である。

[主な設備]
蒸留水製造装置、電子天秤、pHメータ、ドラフト。
[利用上の注意]
  1. 広範囲の占有は避けること。また、利用終了後の片付けを行ない、次の利用者が使 える状態にしておくこと。
  2. 二次廃液まではポリタンクに分別回収する。
  3. 当準備室で飲食をしないこと。
  4. 器具・装置などの破損、不調は担当者まで連絡すること。

実験ホール内化学洗浄空

IPの汚れを拭くために使用するソルミックス(メタノール、エタノールの混合 物)がある。洗瓶に補充する場合はアセトンを間遣えて入れないように注意するこ と。

実験ホール内,電気ストックルーム

電子部品、ケーブル、ネジ類が置かれている。実験に必要なものがあればユーザー が品物を持ち出してもよい。ノートが置いてあり、物品名、物品コード、数童、ビ ームライン、および利用者の氏名と所属を必ず書く。

実験ホール内真空ストックルーム

キムワイプ、アルミホイル、手袋が置かれている。実験に必要なものがあればユー ザーが品物を持ち出してもよい。ノートが置いてあり、物品名、物品コード、数童、 ビームライン、および利用者の氏名と所属を必ず書く。

参考文献ガイド?

読んだことはないけど、論文に参考文献に載せたいそんな時には…。
WEIS
T. Higashi
J. Appl. Cryst. (1989). 22, 9-18.
DENZO
Z. Otwinnowski, W. Minor
Methods in Enzymology, edited by C. W. Carter Jr and R. M. Sweet P276 New York Academic Press(1996).
大型IP、リーダー
N. Sakabe, S. Ikemizu, K. Sakabe, T. Higashi, A. Nakagalwa, N. Watanabe, S. Adachi and K.Sasaki
Rev. Sci. Instrum. (1995). 66, 1276-1281.
大型IP、リーダー、BL6B
K. Sakabe,K. Sasaki,N. Watanabe, M. Suzuki, Z. G. Wang,J. Miyahara and N. Sakabe
"Large-Format Imaging Plate and Weissenberg Camera for Accurate Protein Crystallographic Data Collection Using Synchrotron Radiation." J. Synchrotoron Rad. (1997). 4, 136-146.
R0T法
N.Kamiya, K.Sasaki,N.Watanabe, N.Sakabe and K.Sakabe
J. Synchrotron Rad. (1997). 4,14-16.

終わりに

あわただしい建設作業も終わり、こうやってマニュアルを書いていられるのは非常 に喜ばしいことです。まだまだ問題(IPリーダーその他)はありますが、それもメ ーカに対応をお願いしていますので、97年11月には解決されていることと信じ ています。BL6Bに関する変更はモノクロメータについて予定されています。このモ ノクロメータは長波長領域でのビーム強度を稼ぐのに有効であると予想されていま す。これがうまく動作することがわかれば、波長の変更をユーザの方に自由にして いただけるようになります。

台風7号がせまりつつある筑波で (文責:物構研 鈴木守)


ご意見、ご要望などは下記のアドレスにメールを下さい。
sasaki@tara.met.nagoya-u.ac.jp