X線HARP検出器を用いた微小結晶高速スクリーニング技術の開発

2009 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21604015
• Research Institution: High Energy Accelerator Research Organization
• Principal Investigator: 松垣 直宏 High Energy Accelerator Research Organization, 物質構造科学研究所, 助教 (50342598)
• Keywords: X線HARP検出器 / タンパク質結晶 / スクリーニング / マイクロビーム / 自動化

Research Abstract

本研究の目的は、X線マイクロビームによりタンパク質結晶をスキャンし、高感度で高速な読み取り性能を持つX線HARP検出器によって回折イメージをリアルタイムで収集・評価するシステムを開発することである。平成21年度は、33ミリ秒のフレームレートで出力される画像データの評価技術の開発を行った。リアルタイムで画像を評価するため、GPU(画像演算ユニット)を用いて処理を分散させ高速化を実現した。具体的には、画像を数十の小画像に分割し、それぞれの小画像の処理を各GPUに割り振って並列計算させるようなソフトウェアをコードした。簡単な回折ピークサーチのアルゴリズムであれば、1イメージを10～20ミリ秒で処理することが可能であることが示された。
一方、X線HARP検出器を放射光ビームラインに設置してスキャン測定を行うため、ビームラインの試料位置調整軸(ゴニオメータ)と検出器を同期させる制御系の開発を行った。放射光マイクロビームで試料をスキャンするためには、ゴニオメータと連動した回折イメージ測定が必要となる。20ミクロンのビームで33ミリ秒のフレームレートでデータを収集していく場合、ゴニオメータのスキャンスピードは20μm/33msec(0.6mm/sec)となり、ゴニオメータの駆動と検出器のタイミングは少なくとも10ミリ秒程度以下で合わせる必要がある。ゴニオメータを制御するステッピングモータコントローラを購入し、その上で動くプログラムを設計した。コントローラからトリガ信号を用いて検出器を同期させる準備が整った。