CN113167748A - 单晶x射线结构解析装置和方法、以及用于此的试样固定器组件 - Google Patents
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Abstract
提供能够可靠且容易地进行利用晶体海绵的单晶X射线结构解析的单晶X射线结构解析装置、用于此的方法、试样固定器组件。具备：产生X射线的X射线源；保持试样的试样固定器；安装试样固定器并来回转动的测角仪；对安装于测角仪的试样固定器250中所保持的试样照射来自X射线源的X射线的X射线照射部；检测通过试样而衍射或散射的X射线来进行测定的X射线检测测定部；和基于在X射线检测测定部中检测到的衍射或散射X射线来进行试样的结构解析的结构解析部，将试样固定器(250)装备于能拆装的敷料器而提供，试样固定器(250)包含能够在形成于内部的多个微细孔吸藏试样的细孔性络合物晶体，敷料器具备：用于使试样吸藏在试样固定器(250)的细孔性络合物晶体的空间。
Description
技术领域
本发明涉及能够通过其原子、分子的排列等微观的集合结构对材料的结构进行解析的下一代的单晶X射线结构解析装置和其方法，特别是涉及包含进行包含成为解析的对象的单晶试样的制作的处理的器具的单晶X射线结构解析装置和方法、以及用于此的试样固定器组件。
背景技术
在新的设备、材料的研究开发中，日常地进行材料的合成、材料的评价、基于此的接下来的研究方针的决定。在使用了用于在短期间内进行材料开发的X射线衍射的物质的结构解析中，为了高效地探索实现目标的材料的功能/物性的物质结构，需要以能够有效地进行结构解析的物质的结构解析为中心的物质结构的探索方法和在其中使用的X射线结构解析。
但是，基于利用该方法得到的结果进行结构解析，必须是X射线的专家。为此，要求即使不是X射线的专家也能够进行结构解析的X射线结构解析系统。其中，特别是如以下的专利文献1中也已知的那样，单晶X射线结构解析作为能够得到准确且精度高的分子的立体结构的方法而受到关注。
另一方面，在该单晶X射线结构解析中，存在必须使试样结晶化而准备单晶的大的制约。然而，如在以下的非专利文献1、2以及专利文献2中也已知的那样，通过开发被称为“晶体海绵”的材料(例如，直径0.5nm～1nm的细孔无数地打开的细孔性络合物结晶)，也包括无法确保不结晶化的液体状化合物、无法确保足以进行结晶化的量的试样等，能够广泛地应用单晶X射线结构解析。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开2007-3394号公报
专利文献2：JP再公表专利WO2016/017770号公报
非专利文献
非专利文献1：Makoto Fujita；X-ray analysis on the nanogram to microgramscale using porous complexes；Nature 495，461-466；28March 2013
非专利文献2：Hoshino et al.(2016)，The updated crystalline spongemethod IUCrJ，3，139-151
发明内容
发明要解决的课题
然而，在成为利用了上述晶体海绵的现有技术的单晶X射线结构解析中，需要迅速且正确地进行如下工序：使由各种装置分离的数ng～数μg左右的极微量的试样吸藏在尺寸100μm左右的极微小且脆弱(fragile)的晶体海绵的骨架内的工序；并且进一步将吸藏了该试样的极微小的晶体海绵取出并安装于豁具、搭载在单晶X射线结构解析装置内的X射线照射位置这样伴随微细并缜密的作业的工序。另外，这些在短时间内进行的微细且缜密的作业对在晶体海绵吸藏后的试样的测定结果造成极大的影响，成为非常重要的作业。
因此，本发明是鉴于上述的现有技术中的问题点而完成的，其目的在于，即使没有X射线结构解析的专业知识、也不伴随还谋求迅速的现有的微细并缜密的作业就能够迅速、可靠且容易地进行利用极微小且脆弱(fragile)的晶体海绵的单晶X射线结构解析，换言之，提供一种成品率良好且高效，通用性优异且用户友好的单晶X射线结构解析装置和其方法，进一步地，其目的在于，提供用于其的器具即由敷料器以及新的试样固定器构成的试样固定器组件。
用于解决课题的手段
(1)为了实现上述目的，本发明的单晶X射线结构解析装置进行物质的结构解析，其特征在于，具备：产生X射线的X射线源；保持试样的试样固定器；安装所述试样固定器并来回转动的测角仪；对安装于所述测角仪的所述试样固定器中所保持的所述试样照射来自所述X射线源的X射线的X射线照射部；检测通过所述试样而衍射或散射的X射线来进行测定的X射线检测测定部；和基于在所述X射线检测测定部检测到的衍射或散射X射线来进行所述试样的结构解析的结构解析部，将所述试样固定器装备于能拆装的敷料器来提供，所述试样固定器包含能够在形成于内部的多个微细孔吸藏所述试样的细孔性络合物晶体，所述敷料器具备：用于使所述试样吸藏在所述试样固定器的所述细孔性络合物晶体的空间，将所述试样固定器在从所述敷料器拆下的状态下安装到所述测角仪的被照射来自所述X射线照射单元的X射线的位置。
(2)此外，本发明的试样固定器组件在单晶X射线结构解析装置中使用，所述试样固定器组件的特征在于，具备：安装于所述单晶X射线结构解析装置的测角仪的试样固定器；和收纳所述试样固定器的敷料器，所述试样固定器具备：保持能够在形成于内部的多个微细孔吸藏试样的细孔性络合物晶体的保持部，所述敷料器具备：用于使所述试样吸藏在所述试样固定器的所述细孔性络合物晶体的空间。
(3)此外，在本发明的试样固定器组件中，特征在于，所述敷料器形成用于将所述试样导入用于使吸藏的空间内的试样导入结构。
(4)此外，在本发明的试样固定器组件中，特征在于，形成于所述敷料器的试样导入结构是贯通孔。
(5)此外，本发明的单晶X射线结构解析方法利用试样固定器进行物质的结构解析，所述单晶X射线结构解析方法的特征在于，包含如下工序：对于包含能够在形成于内部的多个微细孔吸藏所述试样的细孔性络合物晶体且收纳于具备用于使试样吸藏的空间的敷料器而提供的所述试样固定器的所述细孔性络合物晶体，通过在将所述试样固定器收纳于所述敷料器的状态下导入所述试样，来进行所述试样的吸藏；将所述试样固定器从所述敷料器拆下；将所述试样固定器安装到所述单晶X射线结构解析装置的测角仪；X射线检测测定工序，将来自所述单晶X射线结构解析装置的X射线源的X射线照射到安装于所述测角仪的所述试样，检测通过所述试样衍射或散射的X射线来进行测定；和基于通过所述X射线检测测定工序检测到的衍射或散射X射线来进行所述试样的结构解析。
发明效果
根据上述的本发明，提供单晶X射线结构解析装置，通过利用由新提出的敷料器以及试样固定器构成的试样固定器组件，不伴随还需要迅速性的现有的缜密且微细的作业，就能迅速、可靠且容易地进行包含试样向极微小且脆弱(fragile)的晶体海绵的吸藏和之后的向装置的搭载等的一系列作业，换言之，成品率良好且高效，通用性也优异且用户友好。进一步提供其方法、用于其的器具即由敷料器以及试样固定器构成的试样固定器组件。因此，能够容易地利用利用晶体海绵的单晶X射线结构解析，能够使其广泛普及。
附图说明
图1是表示具备成为本发明的一个实施方式的单晶X射线衍射装置的单晶X射线结构解析装置的整体结构的图。
图2是表示上述单晶X射线衍射装置的结构的图。
图3是表示上述单晶X射线结构解析装置内部的电结构的框图。
图4是包含表示由上述单晶X射线结构解析装置得到的XRDS图案或图像的照片的图。
图5是包含表示在上述单晶X射线结构解析装置中执行X射线衍射数据测定/处理软件的画面的一例的照片的图。
图6是包含显示使用上述单晶X射线结构解析装置的结构解析程序制作的分子模型的画面的图。
图7是包含以上述单晶X射线衍射装置的测角仪为中心的结构的一例的照片的图。
图8是表示由安装于上述测角仪的敷料器以及试样固定器构成的试样固定器组件的一例的剖视图。
图9是表示成为本发明的其他实施例的由敷料器以及试样固定器构成的试样固定器组件的剖视图。
图10是表示将上述试样固定器作为一批而提供的情况的状态的一例的图。
图11是表示利用试样固定器的单晶X射线结构解析方法的一例的流程图。
图12是表示上述单晶X射线结构解析方法中所用的前处理装置的一例的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的一个实施方式的利用了晶体海绵的单晶X射线结构解析装置进行详细说明。另外，在本申请中，“A或者B”的表述是指“A以及B中的至少一方”，只要没有A以及B这样的特别的情况，则包括“A以及B”。
在附图1中示出了本发明的一个实施方式的包含单晶X射线衍射装置的单晶X射线结构解析装置的整体外观结构，由图可知，单晶X射线结构解析装置1具备：存放冷却装置、X射线产生电源部的基台4；和载置于该基台4上的防X射线罩6。
防X射线罩6具有包围单晶X射线衍射装置9的外壳7以及设置于该外壳7的前表面的门8等。设置于外壳7的前表面的门8能够打开，能够在该打开的状态下对内部的单晶X射线衍射装置9进行各种操作。另外，图中所示的本实施方式是包含利用后面叙述的晶体海绵进行物质的结构解析的单晶X射线衍射装置9的单晶X射线结构解析装置1。
如图2所示，单晶X射线衍射装置9具有X射线管11以及测角仪12。此处虽未图示，但X射线管11具有灯丝、与灯丝对置配置的靶(也称作“对阴极”)和将将它们气密地存放的外壳，该灯丝通过存放于图1的基台4的X射线产生电源部通电而发热，而释放热电子。此外，在灯丝与靶之间通过X射线产生电源部施加高电压，从灯丝释放出的热电子被高电压加速而与靶碰撞。该碰撞区域形成X射线焦点，从该X射线焦点产生X射线并发散。更详细地，此处虽未图示，但该X射线管11构成为包含微聚焦管和多层膜聚光反射镜等光学元件，能够照射更高的亮度的光束，此外，能够从Cu、Mo、Ag等射线源进行选择。如上述例示的那样，灯丝、与灯丝对置配置的靶、将它们气密地保存的外壳作为X射线源发挥功能，用于包含微聚焦管和多层膜聚光反射镜等光学元件的X射线照射的结构作为X射线照射部发挥功能。
此外，测角仪12具有：θ旋转台16，支承要解析的试样S，并且能够以通过试样S的X射线入射点的试样轴线ω为中心旋转；以及2θ旋转台17，配置在θ旋转台16的周围，能够以试样轴线ω为中心旋转。另外，在本实施方式的情况下，试样S被吸藏在预先安装在后面详述的试样固定器250的一部分的晶体海绵的内部。在测角仪12的基台18的内部，保存有用于驱动上述的θ旋转台16以及2θ旋转台17的驱动装置(未图示)，通过这些驱动装置进行驱动，θ旋转台16以规定的角速度间歇地或者连续地旋转，进行所谓的θ旋转。此外，通过这些驱动装置进行驱动而使2θ旋转台17间歇地或者连续地旋转，进行所谓的2θ旋转。上述的驱动装置能够由任意的结构构成，但例如能够由包括蜗杆和蜗轮而构成的动力传递结构构成。
在测角仪12的外周的一部分载置有X射线检测器22，该X射线检测器22例如由CCD型、CMOS型的二维像素检测器、混合型像素检测器等构成。另外，X射线检测测定部是指检测并测定由试样衍射或者散射的X射线的结构，包含X射线检测器22以及控制其的控制部。
单晶X射线衍射装置9如以上那样构成，因此试样S通过测角仪12的θ旋转台16的θ旋转以试样轴线ω为中心进行θ旋转。在该试样S进行θ旋转的期间，从X射线管11内的X射线焦点产生并朝向试样S的X射线以规定的角度入射到试样S而衍射、发散。即，入射到试样S的X射线的入射角度根据试样S的θ旋转而变化。
若在入射至试样S的X射线的入射角度与晶格面之间满足布拉格(Bragg)的衍射条件，则从该试样S产生衍射X射线。该衍射X射线被X射线检测器22接收而测定其X射线强度。通过以上，测定X射线检测器22相对于入射X射线的角度、即与衍射角度对应的衍射X射线的强度，根据该测定结果解析与试样S有关的结晶结构等。
接着，图3的(A)表示构成上述单晶X射线结构解析装置中的控制部110的电的内部结构的详细的一个例子。另外，本发明当然不限定于以下所述的实施方式。
该单晶X射线结构解析装置1包含上述的内部结构，还具有：测定装置102，将适当的物质作为试样进行测定；输入装置103，由键盘、鼠标等构成；作为显示单元的图像显示装置104；作为用于印刷并输出解析结果的单元的打印机106；CPU(Central ProcessingUnit：中央处理单元)107；RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)108；ROM(ReadOnly Memory：只读存储器)109；作为外部存储介质的硬盘111等。这些要素通过汇流条112相互电连接。
图像显示装置104由CRT显示器、液晶显示器等图像显示设备构成，按照由图像控制电路113生成的图像信号在画面上显示图像。图像控制电路113基于输入到其的图像数据来生成图像信号。输入到图像控制电路113的图像数据由通过包含CPU107、RAM108、ROM109以及硬盘111而构成的计算机实现的各种运算单元的作用而形成。打印机106能够使用油墨绘图仪、点式打印机、喷墨打印机、静电转印打印机、其他任意结构的印刷用设备。另外，硬盘111也能够由磁光盘、半导体存储器、其他任意结构的存储介质构成。
在硬盘111的内部存放有掌管单晶X射线结构解析装置1的整体动作的分析用应用软件116、掌管使用了测定装置102的测定处理的动作的测定用应用软件117、以及掌管使用了图像显示装置104的显示处理的动作的显示用应用软件118。这些应用软件根据需要从硬盘111读出并传送到RAM108后，实现规定的功能。
该单晶X射线结构解析装置1还包含用于存储包含由上述测定装置102得到的测定数据的各种测定结果的例如放置于云区域的数据库。在图中的示例中，也在后面进行说明，示出了存放由上述的测定装置102得到的XRDS图像数据的XRDS信息数据库120、存放由显微镜得到的实测图像的显微镜图像数据库130、以及存放例如XRF、拉曼光线等通过X射线以外的分析得到的测定结果、物性信息的其他分析数据库140。另外，这些数据库未必需要搭载于单晶X射线结构解析装置1的内部，例如，也可以设置于外部并经由网络150等能够相互通信地连接。
作为用于在数据文件内存储多个测定数据的文件管理方法，也考虑将各个测定数据存放在单个文件内的方法，但在本实施方式中，如图3的(B)所示，将多个测定数据连续地保存在一个数据文件内。另外，在图3的(B)中记载为“条件”的存储区域是用于存储包含得到测定数据时的装置信息及测定条件的各种信息的区域。
作为这样的测定条件，可以考虑是否使用了以下其他各种条件：(1)测定对象物质名、(2)测定装置的种类、(3)测定温度范围、(4)测定开始时刻、(5)测定结束时刻、(6)测定角度范围、(7)扫描移动系统的移动速度、(8)扫描条件、(9)入射到试样的X射线的种类、(10)试样高温装置等这样的附件。
XRDS(X-ray Diffraction and Scattering)图案或者图像(参照图4)是通过将在构成上述测定装置102的X射线检测器22的二维空间即平面上接收到的X射线按构成该检测器的平面状排列的每个像素进行受光/蓄积，测定其强度而得到的。例如，根据X射线检测器22的各像素，通过检测通过积分受光的X射线的强度，能够得到r和θ的二维空间上的图案或者图像。
<测定用应用软件>
通过对象材料对照射的X射线的X射线的衍射、散射而得到的观测空间上的XRDS图案或者图像反映了对象材料的实际空间中的电子密度分布的信息。然而，XRDS图案是r和θ的二维空间，不直接表现作为三维空间的对象材料在实际空间中的对称性。因此，一般而言，仅利用现有的XRDS图像，难以确定构成材料的原子、分子的(空间)排列，需要X射线结构解析的专业知识。因此，在本实施例中，采用上述的测定用应用软件来实现自动化。这样，单晶X射线结构解析装置1用X射线检测测定部控制利用了测定装置102的测定处理的动作，并接受、管理包含检测通过试样而衍射或散射的X射线而得到的测定数据的各种测定结果。此外，由结构解析部基于包含检测通过试样而衍射或散射的X射线而得到的测定数据的各种测定结果来进行试样的结构解析。
作为其一例，如图5的(A)以及(B)表示其执行画面那样，搭载作为用于单晶结构解析的平台的被称为“CrysAlisPro”的X射线衍射数据测定/处理软件，执行预备测定、测定条件的设定、正式测定、数据处理等。进而，通过搭载被称为“Auto Chem”的自动结构解析插件，与X射线衍射数据收集并行地执行结构解析以及结构的精密化。然后，通过图6所示的被称为“Olex2”的结构解析程序，根据空间群决定进行相位决定、分子模型的构筑和修正、结构的精密化、最终报告、CIF文件的制作。
以上，对单晶X射线结构解析装置1的整体结构及其功能进行了叙述，以下，特别参照附图对本发明所涉及的晶体海绵和与其相关的装置、器具进行详细叙述。
<晶体海绵>
如上所述，通过在内部无数地打开了直径0.5nm～1nm的细孔的、尺寸为数10μm～数100μm左右的极微小且脆弱(fragile)的细孔性络合物结晶即被称为“晶体海绵”的材料的开发，单晶X射线结构解析也包含不结晶化的液体状化合物、或者无法确保足以进行结晶化的量的数ng～数μg的极微量的试样等，能够广泛地应用。
然而，现状中，为了进行作为试样向上述晶体海绵的骨架内的结晶化的吸藏(post-crystallization)，需要如下工序：将由各种前处理(分离)装置分离出的数ng～数μg左右的极微量的试样如已经叙述的那样，在容器内浸渍于环己烷等保存溶剂(载体)而提供的外径100μm左右的极微小且脆弱(fragile)的晶体海绵的骨架内被吸藏。进而，之后，需要将吸藏了该试样的极微小且脆弱(fragile)的难以处理的晶体海绵迅速地(以晶体海绵不会因干燥而被破坏的程度的较短的时间)从容器中取出，在单晶X射线衍射装置内的X射线照射位置，更具体而言，需要在测角仪12的试样轴(所谓的测角头针)的前端部一边进行定心一边准确地搭载的工序。这些工序是与X射线结构解析的专业知识的有无无关地对作业者要求非常缜密性的微细且还要求迅速性的作业，对吸藏于晶体海绵后的试样的测定结果造成极大的影响。即，这些作业将利用了极微小的晶体海绵的单晶X射线结构解析设为成品率差，这成为从利用了晶体海绵的单晶X射线结构解析被广泛利用而受到阻碍的一个因素。
本发明是基于上述那样的发明人的见解而达成的，通过使用由以下所述的作为其处理(操作)器具的敷料器以及晶体海绵用试样固定器(也简称为试样固定器)构成的试样固定器，能够迅速、可靠且容易地进行极微小且脆弱(fragile)的晶体海绵的单晶X射线结构解析，换言之，能够实现成品率良好且高效、通用性优异、且用户友好的单晶X射线结构解析装置。即，在本发明所涉及的下一代的单晶X射线结构解析装置中，准备吸藏了极微量的试样S的极微小且脆弱(fragile)的晶体海绵，并且进一步将该试样S(晶体海绵)从吸藏容器取出，在晶体海绵不会因干燥而被破坏的程度的短时间内，迅速且必须准确且迅速地安装于测角仪12的前端部的规定位置这样的较大的制约，但特别是为了实现包括通用性也优异的用户友好的装置，需要能够不要求高度的专业知识、作业的缜密性而迅速且容易地执行该作业。
本发明为了解决该课题，即，提供一种用于进行单晶X射线结构解析的装置、方法，在使用极微小且脆弱(fragile)的难以处理的晶体海绵的同时，任何人都能够迅速、可靠且容易、成品率良好且高效、用户友好地进行、且通用性也优异的单晶X射线结构解析，进而提供用于其的器具即由敷料器以及试样固定器构成的试样固定器组件，以下详细叙述。
图7的(A)放大地示出测角仪12的前端部，在该图中，示出了将吸藏本发明所提出的要解析的试样的晶体海绵200预先安装于其前端部的器具、即在图7的(B)中示出放大图的、所谓的试样固定器250安装(装配)于测角仪12的前端部的测角头121的情况。另外，该试样固定器250例如通过利用磁力等的安装/定位机构，能够相对于测角仪12的前端部的测角头121装卸，并且任何人都能够容易且高精度地安装于正确的位置。
<晶体海绵用试样固定器和敷料器>
图8表示上述的试样固定器250的剖面。在试样固定器250中，在安装于测角仪12的前端部的测角仪头121(参照图7的(A))的由金属等构成的圆盘状或圆锥状的固定器的基台部251，销(圆柱)状的试样保持部(以下，也简称为保持部)252(与所谓的测角仪头针对应)在其一个面(图中是下表面)的中央部竖立，且在该销状的保持部252的前端的规定的位置，预先与试样固定器250一体地安装固定上述的用于吸藏要解析的试样的晶体海绵200。此外，在圆盘状的基台部251的另一面(图中是上表面)设置有未图示的磁铁等定位机构等。通过该定位机构，将试样固定器250装卸自如地安装于测角仪12的前端部。
此外，在图8中示出了作为与试样固定器250一起使用用于使预先安装于该试样固定器的晶体海绵200吸藏试样的处理(操作)器具的所谓的敷料器300。该敷料器300例如用玻璃、树脂、金属等透明或不透明的构件形成，在其内部形成用于收纳上述的试样固定器250的收纳空间301，进而在其上部嵌入试样固定器250，且形成有用于取出的开口部302。另外，在本发明中，试样固定器组件由敷料器300以及试样固定器250构成。
进而，在敷料器300的开口部302的一部分，例如设置有密封部(图中以○示出)，以使得以在其内部的收纳空间301中收纳有试样固定器250的状态从外部气密地保持。另一方面，在试样固定器250的基台部251形成有用于向位于敷料器300的内部(收纳空间301)的晶体海绵200导入要解析的试样的一对贯通的细孔253、253。细孔253、253是试样导入结构的优选的一例，也能够采用其他结构。另外，虽未图示，但在这些细孔253、253也设置有密封部，由此，如图所示，即使在用于将试样导入晶体海绵200的试样导入管(以下，也简称为导入管)254、254插入到该细孔253、253中的状态下，敷料器300内部的收纳空间301也保持为气密状态。
根据这样的结构的试样固定器250，或者，通过进一步与作为其处理(操作)器具的敷料器300一体化(单元化)而提供，能够在不使安装于构成该试样固定器250的一部分的销状的保持部252(对应于测角头针)的前端部的晶体海绵200破损、或者不脱离试样固定器250的情况下安全且容易地进行处理。即，能够将吸藏了极微量的试样的该晶体海绵200不像以往那样从吸藏容器单独地取出而损伤，而使在安全且简单且容易不会因干燥而被破坏的程度的短时间内迅速地准备在测角头121上。在本实施例中，将结束了该试样的吸藏的试样固定器250从敷料器300取下，安装于测角仪12的前端部的测角头121(参照图7的(A))。由此，吸藏于晶体海绵200的该试样S不需要高度的专业知识、缜密的作业，而容易且准确且迅速地配置于单晶X射线衍射装置9内的规定的位置。
另外，在上述的示例中，对将用于位于敷料器300的内部(收纳空间301)的晶体海绵200导入要解析的试样的一对贯通的细孔253、253形成于试样固定器250的基台部251的一部分进行了说明，但本发明并不限定于此，这些细孔例如也可以如附图9中符号303、303所示，形成为敷料器300的一部分。
此外，在将要解析的试样导入晶体海绵200时，还能够通过利用以下也示出一例的吸藏装置(浸透装置)，更具体地，将来自该装置的一对试样导入管254、254插入贯通的细孔253、253(或303、303)，对上述的极微小的晶体海绵200导入极微量的试样，由此进行向需要的晶体海绵200的吸藏。此外，试样固定器250与作为其处理(操作)器具的敷料器300一起一体化(组件化)，进而，如图10所示，与能够将解析作业仅一致所需的数量地收纳于箱状的壳体，作为所谓的组提供。
<利用晶体海绵用试样固定器和敷料器的单晶X射线结构解析方法>
接着，以下对通过将预先安装了晶体海绵200的试样固定器250与作为其处理器具的敷料器300一体使用来执行的单晶X射线结构解析方法进行说明。另外，如上所述，试样固定器250和敷料器300也可以作为一体(组件)或作为组提供。
图11是将作为本发明的一个实施例的利用了试样固定器250和敷料器300的单晶X射线结构解析方法进行概括表示。在该方法中，如上所述，对与敷料器300一起一体(组件)提供的试样固定器250导入极微量的试样，进行必要的吸藏。此时，在上述的示例中，在将试样固定器250收纳于敷料器300内的状态下，通过相对于形成于试样固定器250的一对贯通的细孔253、253(参照图8)、或形成于敷料器300的一对细孔303、303(参照图9)插入一对试样导入管254、254，由此能够使试样吸藏在安装于试样固定器250的前端的晶体海绵200。
更具体地，如图12所示，例如由构成前处理装置400的LC(液体色谱仪)401、GC(气体色谱仪)402、以及由SCF(超临界流体色谱仪)403、CE(电泳)404等提取出的极微量的试样S经由具备各种切换阀、调压装置而在必要的条件(流量、压力)下供给流体的吸藏装置(浸透装置)500而被供给到插入到试样固定器250的细孔253、253或敷料器300的细孔303、303的一对试样导入管254、254(参照图8)，该试样被选择性地导入到敷料器300内部的收纳空间301。即，试样被从供给侧配管向供给侧的试样导入管254输送，从供给侧的试样导入管254的前端部分向敷料器300的内部的试样固定器250供给。仅试样、或混合有试样和保存溶剂(载体)的溶液在供给侧的试样导入管254内流动供给。由此，被导入的该极微量的试样S在敷料器300的收纳空间301内与安装于试样固定器250的销状的保持部252的前端的晶体海绵200接触而进行试样的吸藏。另外，在此的电泳装置包含毛细管电泳、等电点电泳等各种电泳装置。在利用吸藏装置500的情况下，在注入了试样的状态下经过了规定的时间后，从排出侧的试样导入管254排出过剩的试样、或混合了试样和保存溶剂(载体)的溶液。在不利用吸藏装置500的情况下，不需要的保存溶剂(载体)或溶液在排出侧的试样导入管254内流动并排出。因此，可能存在试样不在排出侧的试样导入管254中流动的情况。另外，在将气体、超临界流体作为载体的情况下，排出包含试样的载体。
然后，将完成该吸藏工序的试样固定器250从敷料器300拆下，例如利用上述的磁力等的定位机构正确安装在单晶X射线衍射装置9内的规定的位置、即测角仪12的前端部的测角仪头121。因此，将安装于试样固定器250的销状的保持部252的一部分(前端)的晶体海绵200在试样的吸藏完成后配置到测角仪12的前端部、即来自X射线管11的X射线射束聚光而被照射的位置。换言之，将吸藏在晶体海绵200的试样S正确配置在单晶X射线衍射装置9内的规定的位置，之后通过X射线检测器22测定来自该试样S的衍射X射线的强度，并解析其晶体结构等。
这样，通过利用与本发明的敷料器300一起以组件(一体)提供的试样固定器250，任何人都能够容易且安全地使极微量的试样吸藏在与试样固定器250预先一体安装的极微小的尺寸的晶体海绵200，并且，之后，通过将敷料器300拆下，将该试样S在晶体海绵不会由于干燥而被破坏的短时间内迅速且安全地在测角仪12高精度搭载于正确的位置。另外，之后，通过上述的单晶X射线衍射装置9一边对试样S照射所需的波长的X射线，一边进行基于对象材料的X射线的衍射、散射测定，通过构成上述单晶X射线结构解析装置的测定用应用软件进行结构解析来进行分子模型的构建、最终报告的制作等，这与现状相同。即，根据本实施例，不仅能够迅速、安全且简单地确认在制药、生命科学、各种材料研究的现场等中发现或设计的新的结构物的分子结构/集合结构(实际空间)。
如以上详细叙述的那样，根据本发明，通过利用由新提出的敷料器以及试样固定器构成的试样固定器组件，即使没有X射线结构解析的专业知识，在不伴随过去需要的缜密并微细的作业就能够迅速、可靠且容易地进行利用极微小且脆弱(fragile)的晶体海绵的单晶X射线结构解析，换言之，能够成品率良好且高效地进行利用晶体海绵的单晶X射线结构解析，能够实现通用性优异且用户友好的单晶X射线结构解析装置，进而提供用于此的方法、由敷料器以及试样固定器构成的试样固定器组件。
另外，以上说明了本发明的各种实施例，但本发明并不限定于上述的实施例，包含各种变形例。例如，上述的实施例是为了容易理解地说明本发明而对系统整体进行了详细说明的例子，并不限定于必须具备所说明的全部结构。此外，能够将某实施例的结构的一部分置换为其他实施例的结构，此外，也能够在某实施例的结构中添加其他实施例的结构，此外，对于各实施例的结构的一部分，能够进行其他结构的追加/削除/置换。
本发明能够广泛利用在物质结构的探索方法、其所使用的X射线结构解析装置等。
另外，本国际申请是主张基于2018年11月21日申请的日本专利申请第2018-217815号的优先权，将日本专利申请第2018-217815号的全部内容引用于本国际申请。
符号说明
1...单晶X射线结构解析装置(整体)、9...单晶X射线衍射装置、11...X射线管、12...测角仪、22...X射线检测器、102...测定装置、103...输入装置、104...图像显示装置、107...CPU、108...RAM、109...ROM、111...硬盘、116...分析用应用软件、117...测定用应用软件、121...测角仪头、250...试样固定器、200...晶体海绵、251...基台部、252...销状的保持部、253...细孔、254...试样导入管、300...敷料器、301...收纳空间、302...开口部、303...细孔。
Claims (5)
1.一种单晶X射线结构解析装置，进行物质的结构解析，其特征在于，具备：
产生X射线的X射线源；
保持试样的试样固定器；
安装所述试样固定器并来回转动的测角仪；
对安装于所述测角仪的所述试样固定器中所保持的所述试样照射来自所述X射线源的X射线的X射线照射部；
检测通过所述试样而衍射或散射的X射线来进行测定的X射线检测测定部；和
基于在所述X射线检测测定部检测到的衍射或散射X射线来进行所述试样的结构解析的结构解析部，
将所述试样固定器装备于能拆装的敷料器来提供，
所述试样固定器包含能够在形成于内部的多个微细孔吸藏所述试样的细孔性络合物晶体，
所述敷料器具备：用于使所述试样吸藏在所述试样固定器的所述细孔性络合物晶体的空间，
将所述试样固定器在从所述敷料器拆下的状态下安装到所述测角仪的被照射来自所述X射线照射单元的X射线的位置。
2.一种试样固定器组件，在单晶X射线结构解析装置中使用，所述试样固定器组件的特征在于，具备：
安装于所述单晶X射线结构解析装置的测角仪的试样固定器；和
收纳所述试样固定器的敷料器，
所述试样固定器具备：保持能够在形成于内部的多个微细孔吸藏试样的细孔性络合物晶体的保持部，
所述敷料器具备：用于使所述试样吸藏在所述试样固定器的所述细孔性络合物晶体的空间。
3.根据权利要求2所述的试样固定器组件，其特征在于，
所述敷料器形成用于将所述试样导入用于使吸藏的空间内的试样导入结构。
4.根据权利要求3所述的试样固定器组件，其特征在于，
形成于所述敷料器的试样导入结构是贯通孔。
5.一种单晶X射线结构解析方法，利用试样固定器进行物质的结构解析，所述单晶X射线结构解析方法的特征在于，包含如下工序：
对于包含能够在形成于内部的多个微细孔吸藏所述试样的细孔性络合物晶体且收纳于具备用于使试样吸藏的空间的敷料器而提供的所述试样固定器的所述细孔性络合物晶体，通过在将所述试样固定器收纳于所述敷料器的状态下导入所述试样，来进行所述试样的吸藏；
将所述试样固定器从所述敷料器拆下；
将所述试样固定器安装到所述单晶X射线结构解析装置的测角仪；
X射线检测测定工序，将来自所述单晶X射线结构解析装置的X射线源的X射线照射到安装于所述测角仪的所述试样，检测通过所述试样衍射或散射的X射线来进行测定；和
基于通过所述X射线检测测定工序检测到的衍射或散射X射线来进行所述试样的结构解析。
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