安捷伦科技Xcalibur&Gemini单晶衍射仪简介

速度 — 帧读出或读数周期是指从 CCD 芯片读出数据，进行数 /
模转化，并把数据写入存储介质整个过程的时间总和，整个过
程的读数时间要比 CCD 芯片读出时间长很多。安捷伦科技的 Atlas 和 Eos 检测器，其读数周期在 512×512 像素模式下仅 为 0.28 秒，比 CCD 芯片读出时间只多 0.13 秒，是当前最快的 CCD 检测器。
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DQE
Atlas Eos
Atlas CCD 检测器是大有效检测面积（直径 135 mm）和灵敏度 的最佳组合，是使用双光源系统实现快速、高质量数据采集的 理想检测器（尤其是对于散射角度大的 Cu 光源）。 • 有效检测面积直径为 135 mm • 读数周期 0.28 秒 • 灵敏度提高 40% • 增益 180 e-/X-ray (Mo) • 精度 18 Bits（硬件） • 低噪音
Xcalibur E 系统可以根据您未来的研究需求改变，通过加配增 强型光源或高强度的超强型光源 (Enhance Ultra)，升级成为双 光源系统。
配备了双增强型 X 射线光源 (Mo 和 Cu) 的 Gemini E 测角仪平台
Xcalibur E 测角仪平台、增强型 X 射线源和 Eos CCD 检测器
Eos CCD 检测器兼具最高增益 (330 e-/X-ray)、最高检测精度和 最快读数周期。作为当前最灵敏的 CCD 检测器，Eos 是单光源 Mo 系统的最佳选择。 • 有效检测面积对角线为 92 mm • 读数周期 0.28 秒 • 灵敏度提高 40% • 增益 330 e-/X-ray (Mo) • 精度 18 Bits（硬件） • 低噪音
Xcalibur Gemini
小分子晶体结构专业研究系统
专业系统 Xcalibur E
专业晶体学家的理想选择
升级能力
对于现代化学晶体学研究实验室，Xcalibur E 是单光源小分子 系统的最佳选择。
Xcalibur E 系统配置了增强型 (Enhance) Mo 光源（也可选配增 强型 Cu 光源）、四圆 Kappa 测角仪以及目前最快、最灵敏的 Eos CCD 检测器，是常规晶体结构分析和具有挑战性的高分辨 率电子云密度研究的理想选择。
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CrysAlisPro 软件
Xcalibur 和 Gemini 系统中预安装好的安捷伦科技研发的智能化 数据收集和分析软件 CrysAlisPro，适用于小分子和蛋白质晶体 学研究。软件采用操作简单的图形界面，可在全自动、半自动 和全手动状态下运行。
自动晶体评估
CrysAlisPro 软件的核心模块是自动晶体评估、数据采集和策略 分析。对于常规晶体样品，系统将在 5 分钟之内完成预实验， 对晶体质量进行评估。从第一帧衍射图像开始，CrysAlisPro 软 件就会根据采集到的数据自动评估晶体质量，提供晶胞参数、 不同分辨率范围内的衍射强度，并建议用于收集完整数据的曝 光时间等信息。
增益 — 把 X 射线光子转化为电子的效率称为增益 (Gain)。
安捷伦科技 Eos 和 Atlas 检测器的 Mo 光源增益可分别达到 330 和 180 e-/X-ray，为当前增益最高的 CCD 检测器。
精度 — 检测器的测量精度直接影响 X 射线衍射图像转化为数
字信号的精度。 在硬件上（非软件）使用的数字化字节越多， 采集到的数据就越精确。Atlas 和 Eos 检测器都使用 18 bits 的 硬件配置，是当前测量精度最高的 CCD 检测器。
最快的策略分析模块
在预实验后，CrysAlisPro 软件中功能强大的策略分析模块将自 动计算出最优化的实验参数，以便在最短的时间内收集到完整 的高质量数据。软件会根据当前实验中晶体的取向和晶胞信息 计算出最佳的数据采集策略，而不会使用预先定义好的策略。 用户可以根据实际分析目标，比如数据的冗余度、实验时间和 分辨率等，对策略中的参数进行调整，并设定数据采集限制条 件。数据采集策略的计算极为快速和高效，使用户在 Mo 光源 或 Cu 光源的应用中，可以快速确定最佳实验条件。
增强型光源是常规小分子样品分析的理想光源；超强型 Cu 光 源则提供高强度的 X 射线源，非常适合于研究超小晶体和弱衍 射晶体。
兼具速度、双光源、高灵敏度和大检测面积等特点，Gemini A Ultra 是一套应用广泛的多功能系统，适用于小分子和蛋白质晶 体学的常规应用和专业研究。
Gemini A Ultra 增强型 Mo 光源（左前方）、 超强型 Cu 光源（左后方）和 Atlas CCD 检测器（右）
Gemini A Ultra 配备了两个独立的空气冷却高压 X 射线发生器。 Xcalibur E 使用单个 X 射线发生器，但完全可以根据需要升级 为双光源系统。
Xcalibur E 和 Gemini A Ultra 采用与主机分开的计算机控制系统、 液晶显示器和 X 光管水冷单元。
系统控制计算机中已经预安装了安捷伦科技功能强大的 CrysAlisPro 软件，用于控制衍射数据的收集和还原，并可选配 自动化结构解析和精修软件 AutoChem。
智能化吸收校正
在自动数据处理和还原过程中采用经验吸收校正。如果用户需 要，还可以选择不同的吸收校正方式，比如采用晶面指标化吸 收校正等。软件在数据采集前会自动拍摄样品录像，以方便计 算晶面指标，实现晶面指标化吸收校正。
CrysAlisPro 软件除了提供常规的自动化分析功能，还为非常规 的疑难晶体研究提供上百种专业工具。这些工具可以通过图形 界面 (GUI) 或命令行直接调用。专业分析模块包括：
如果用户希望更详细的检查结构解析结果或者更改解析过程， 可直接在 CrysAlisPro 界面中打开带有 AutoChem 插件的 OLEX2 软件。在 OLEX2 中，用户可检查精修过程中的每一步，并根据 需要修改参数。
动态范围 — 衡量系统同时收集强信号和弱信号的能力，是基
于整体背景噪音的光敏单元井容量。Atlas 和 Eos 检测器的动态 范围≥ 50000，等同或高于同类 CCD 检测器。
低噪音 — CCD 检测器的噪音是 CCD 芯片读出噪音、电路噪音
和暗电流噪音的总和。对于曝光时间常常低于 20 分钟的常规 小分子晶体学应用，暗电流噪音很低以至于可以忽略不计，因 此，检测器的噪音主要与读出噪音和电路噪音相关。安捷伦的 检测器都采用低噪音的 CCD 芯片，并对电路进行低噪音优化。
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检测器量子化效率 (DQE) 对比图
Eos CCD Atlas CCD Atlas CCD redundant
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10000
灵敏度 — 一般使用检测器量子化效率 (DQE) 来衡量检测器相
对于背景的信号检测能力，即灵敏度。安捷伦科技提供的 CCD 检测器具备高量子化效率，在强信号和弱信号的测量中都具有 出色的灵敏度。根据信号强度，其 DQE 范围为 0.6-0.85（DQE 极限值为 1.0）。
四圆 Kappa 测角仪配合可转动的挡光器、放大 120 倍的显微 摄像系统和防护仓内的 LCD 屏幕， 使上样和对心工作可轻松 完成。
安装在 theta 轴上的 CCD 检测器可通过软件控制并驱动。根据 不同的实验要求，可快速、简便地调节检测器到样品之间的距 离，实现最优化的数据收集。
晶体样品冷却装置选项
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CCD 检测器
安捷伦科技（以前的牛津衍射）从 1992 年就开始制造和销售 CCD 检测器。作为 CCD 检测器的设计和制造专家，安捷伦科技采用 专利的组装技术，所有检测器都是以作为单晶衍射仪整体的一部分、获得最佳 X 射线衍射强度为出发点进行设计和构建的。
根据目前晶体学研究人员的需求，先进的 CCD 检测器的设计 需要结合多个重要因素。由于检测器是数据收集部件的总和， 而不仅仅是一块 CCD 芯片，所以应该将这些参数作为一个整 体来考虑，而不是单独只看某个参数。主要参数有：
主要应用
漫散射
孪晶
大分子
小/衍射弱的 无公度晶体 准晶 晶体
电荷/电子 粉末衍射 蛋白质晶体 密度
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Xcalibur 和 Gemini
系统概述
Xcalibur E 和 Gemini A Ultra 都是完整的单晶衍射仪系统。整机 占地面积仅为 1 平方米（不包括水冷单元）。衍射仪系统安放 在联锁的防辐射安全柜中，下方的机箱放置系统接口、软件控 制的 X 射线发生器和紧凑的 CCD 冷却单元。
提供和增强型 Mo 光源组合在一起、专利设计的超强型 Cu 光 源，结合 Cu 陶瓷管、先进的多层膜光学部件，提供高强度的 X 射线。
长、细聚焦陶瓷 X 光管，功率 2.2 - 3 kW 内置快速 X 射线快门 预校准的单色器 配有单导管透镜技术的准直器（0.3 - 1.0 mm 可选）
2.2 kW 封闭式 Cu 管 大约 300 微米焦斑 强度相当于带光学部件的 5 kW 转靶 多层膜光学部件
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AutoChem 软件
AutLeabharlann BaiduChem 是为化学晶体学设计的全自动结构解析和精修软件
由 OLEX2 的设计者（英国 Durham 大学）专为安捷伦科技开发 的 AutoChem 软件采用了全新的自动化晶体结构解析方法，并 且可无缝嵌入到安捷伦的 CrysAlisPro 软件中，实现在数据收集 过程中进行实时结构解析和精修。
从 2006 年发布之日开始，CrysAlisPro 就提供带有实时数据还 原的自动数据收集方案。现在，在嵌入 AutoChem 模块后， CrysAlisPro 将可以完成晶体结构测定的整个过程。在收集数据 的同时，AutoChem 将不断给用户提供最新晶体结构解析结果 的可视反馈。晶体结构以 2-D 图形显示在 CrysAlisPro 图形界面中， 并列出主要精修参数，如 R 因子、GOOF 值和其它结构参数。
倒易空间浏览器 空间群确定 孪晶分析 无公度晶体分析 远程设备控制（X 射线发生器，冷却单元） 晶轴照片
高压应用
粉末样品分析
旋进图像
高级晶胞搜索
兼容性和软件使用许可
与晶体外观重叠的吸收校正模型
CrysAlisPro 软 件 自 动 输 出 HKLF 格 式， 可 以 直 接 和 OLEX2、 SHELX 及 第 三 方 数 据 还 原 软 件， 如 MOSFLM 和 XDS 兼 容。 CrysAlisPro 软件提供多用户端安装和使用许可。
主要应用
结构测定 绝对结构 强吸收样品 无机晶体延 高压应用 无序结构
服务
展结构
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专家级系统 Gemini A Ultra
专家级晶体学研究的理想系统
Gemini 系统兼顾专业晶体学研究和结构分析中心实验室的需 求，是最受欢迎的双光源系统。
最新一代 Gemini 系统 Gemini A Ultra 配备安捷伦科技高速、高 性能的大有效检测面积（135 mm 直径）Atlas CCD 检测器、增 强型 Mo 光源和高强度的超强型 Cu 光源，以及四圆 Kappa 测 角仪。
Xcalibur E 和 Gemini A Ultra 可以选配各类晶体样品冷却装置， 包括安捷伦的开流液氮冷却系统 (90-300K) 和液氦冷却系统 Helijet (<10-90K)。
单光源系统
双光源系统
内置多层膜 光学部件
增强型光源
增强型光源（Mo，前面）和超强型光源（Cu，后面）
增强型光源可以为 Mo 或 Cu 光源，其光路系统已在工厂进行 最优化调试至最高强度，使用简单。该专利设计的光源由以下 部件组成：
完整的带有外置循环水冷却单元的 Gemini A Ultra 系统
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单波长和双波长 X 射线源
四圆 Kappa 测角仪
Xcalibur E 和 Gemini A Ultra 系统的核心是安捷伦科技的四圆 Kappa 测角仪。该测角仪可以实现高角度分辨率的 Mo 和 Cu 靶数据的采集，完全满足并可以超过 IUCr 期刊对发表文章的 要求。
用户可以自定义在多个温度下进行自动数据收集（与所支持的 低温装置兼容）。用户也可以自定义收集多波长（Mo 和 Cu） 的序列式实验流程。
CrysAlisPro 软件界面
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数据同步还原
晶体学研究专业工具
在开始数据采集后，软件将自动对数据进行同步还原，并可以 智能化调整参数以得到最佳的数据质量。数据还原结果将实时 显示在软件界面上，用户可以方便地了解已收集的数据的质量 和完整度。