化学者や結晶学者がすぐに構造解析を行える、
電子回折による統合プラットフォーム

XtaLAB Synergy-ED は、リガクと日本電子のコア技術のシナジーによって生まれた全く新しい電子回折計です。
リガクの高速超高感度検出器 HyPix-ED と測定から構造解析までを包括するソフトウェア「CrysAlisPro for ED」、日本電子において長年にわたり磨き上げられてきた電子線発生・制御技術を統合、測定サンプル (ナノ結晶) の選別からデータ収集、解析までのフローを一体化することで、従来必須とされる電子顕微鏡と結晶学の専門知識がない非専門家にも、電子回折構造解析を手軽に利用することが可能です。

特長

XtaLAB Synergy-EDの強み

これまで3DED/MicroEDによる構造解析を実行するには、電子顕微鏡付属の撮影用カメラとソフトウェアで回折パターンを取得した後、別の結晶学的なソフトウェアを用いてデータを処理するしかありませんでした。

多くのカメラは電子顕微鏡像の取得に特化されており、単結晶構造解析に必要な良質な電子回折パターンの取得には不向きな場合が多く、この状況を打破すべく、単結晶Ｘ線構造解析分野において、世界的に定評のある直接露光型フォトンカウンティング検出器「HyPix」を電子計測に対応させた「HyPix-ED」とデータ測定・処理用ソフトウェア「CrysAlisPro」をベースとした3DED/MicroED 用ソフトウェア「CrysAlisPro for ED」を開発、XtaLAB Synergy-EDに搭載しました。

XtaLAB Synergy-EDは電子回折計本体、HyPix-ED、CrysAlisPro for EDは完全にインテグレーションされており、試料の選択から回折データの取得、構造解析までの一連の作業を「CrysAlisPro for ED」により簡単におこなうことが可能で、取得されたデータはすぐさま解析ルーチンに送られ、構造解析結果を得ることが可能です。このため、単結晶Ｘ線構造解析の経験がある研究者であれば、XtaLAB Synergy-EDを導入したその日から、3DED/MicroEDを利用し対称物質の結晶構造を得ることが可能です。

XtaLAB Synergy-EDの主な特長

データ測定から結晶構造の決定まで、シームレスなワークフローを提供

XtaLAB Synergy-EDは、電子線を用いて原子・分子の三次元構造を可視化する、測定から解析までのシームレスなフローを実現しました。
試料の選択から回折データの取得、構造解析までの一連の作業をCrysAlisPro for EDにより簡単におこなうことが可能です。
これは、リガクの超高感度高速検出器「HyPix-ED」および単結晶構造解析用ソフトウェア「CrysAlisPro for ED」と日本電子の透過形電子顕微鏡で培った技術を組み合わせた成果です。

ナノサイズの結晶が測定できる電子回折の強みを生かし、数百ナノメートルまたはそれ以下の微結晶でも構造決定が可能

単結晶電子回折構造解析は、単結晶Ｘ線構造解析の代替技術ではありません。Ｘ線回折では測定が困難な微小結晶による構造決定を得意とする分析手法です。微小結晶でも測定が可能なのは、電子線と原子との相互作用がＸ線にくらべ数千～数万倍強いためです。強い相互作用はメリットでもあり、デメリットでもあります。デメリットの一つは測定できる結晶の大きさ (厚み) に上限がある点です。3DED/MicroEDで測定できる結晶の大きさ (厚み) の上限は、X線の測定限界以下の微結晶です。測定可能な結晶サイズという点からも、両手法に重なりはなく、むしろ相補的な分析手法であるといえます。

電子回折に特化した電子回折計を開発したことによる測定時間の迅速化と簡便化

汎用の透過型電子顕微鏡を用いる3DED/MicroEDでは、透過像取得用のセッティングと電子回折用のセッティングに電子顕微鏡の知識やノウハウが必要で、電子顕微鏡に親しくないユーザーにはその操作自体が難しい場合が多い。このためXtaLAB　Synergy-EDでは、電子顕微鏡ではなく、電子回折計として機能特化を行い、X線回折用として定評のある「CrysAlisPro」をベースに、電子回折用に最適化された「CrysAlisPro for ED」とインテグレーションすることにより、結晶の選別からデータ測定・データ処理、構造解析までを一つのソフトウェアで実行できます。単結晶Ｘ線構造解析を利用してきた研究者であれば、導入後、すぐにナノサイズの結晶しか得られない物質の構造解析を始めることが可能です。

単結晶X線構造解析を利用してきた研究者であれば、すぐに使い始めることができます。電子顕微鏡の習熟は不要

測定サンプル (ナノ結晶) の選別からデータ収集、解析までのフローを一体化することで、従来必須とされる電子顕微鏡と結晶学の専門知識が無い非専門家にも電子回折を手軽に利用可能です。

XtaLAB Synergy-ED による構造解析

発売開始以来、 XtaLAB Synergy-ED は次々と構造を決定しています。すでに100以上の構造をナノ結晶から電子回折によって決定しています。MOFや有機分子、単位格子あたり1,600個もの原子を含む構造まで、さまざまな試料を解析しています。

注：運動学的理論に基づく精密化のみ

図1：これまでに解析された構造のa)単位格子あたりに含まれる原子数、b)運動学的理論に基づく精密化により得られたR値

XtaLAB Synergy-ED は短い格子や長い格子、さまざまな組成を持つ試料の極微小結晶に対応しています。

ハードウェア

仕様・オプション

製品名	XtaLAB Synergy-ED
分析手法	単結晶電子回折法
主な特長	電子回折専用装置。HPC検出器、高精度高傾斜用試料軸電子回折構造解析に必要なすべての機能を搭載した電子回折統合ソフトウェアプラットフォームCrysAlisPro-ED
検出器	高速・高感度電子直接計数型検出器HyPix-ED
電子線源	200 kV
ゴニオメーター	一軸回転
コンピューター	外置きPC、MS Windows® OS