Определение формы спиральной частицы по данным малоуглового рентгеновского рассеяния: модификация алгоритма “имитации отжига”
- Авторы: Григорьев В.А.1, Конарев П.В.1,2, Волков В.В.1,2
-
Учреждения:
- Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова, ФНИЦ “Кристаллография и фотоника” РАН
- Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”
- Выпуск: Том 68, № 6 (2023)
- Страницы: 941-945
- Раздел: ДИФРАКЦИЯ И РАССЕЯНИЕ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ
- URL: https://journals.rcsi.science/0023-4761/article/view/231841
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0023476123600295
- EDN: https://elibrary.ru/FZZKKB
- ID: 231841
Цитировать
Аннотация
Модифицированный алгоритм “имитации отжига”, реализованный в программе DAMMINV, позволяет получать 10–15 различных моделей наночастицы, приближающих данные малоуглового рентгеновского рассеяния. Основой метода является режим перемежающихся весовых коэффициентов целевой функции, в котором балансируются вклады от штрафных коэффициентов, отвечающих за реалистичность модели, и вклад от невязки между экспериментальной и модельной кривыми рассеяния. Исследовано влияние шума на кривых рассеяния на качество восстановления трехмерной формы спирали, а также проведено сравнение результатов с полученными стандартными программами. Метод протестирован на модельных данных, свободных от шума и с наложением пуассоновского шума на примере спиральной частицы с толщиной витков, сопоставимой с характерным размером пространства между ними. Проведен сравнительный анализ восстановленных моделей с 3D-формами, полученными алгоритмами “имитации отжига” в стандартном режиме работы.
Об авторах
В. А. Григорьев
Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова, ФНИЦ “Кристаллография и фотоника” РАН
Email: vasiliy.grigorev.1996@mail.ru
Россия, Москва
П. В. Конарев
Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова, ФНИЦ “Кристаллография и фотоника” РАН; Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”
Email: peter_konarev@mail.ru
Россия, Москва; Россия, Москва
В. В. Волков
Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова, ФНИЦ “Кристаллография и фотоника” РАН; Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”
Автор, ответственный за переписку.
Email: vvo@crys.ras.ru
Россия, Москва; Россия, Москва
Список литературы
- Свергун Д.И., Фейгин Л.А. Рентгеновское и малоугловое рассеяние. М.: Наука, 1986. 280 с.
- Petoukhov M.V., Franke D., Shkumatov A.V. et al. // J. Appl. Cryst. 2012. V. 45. P. 342.https://doi.org/10.1107/S0021889812007662
- Kirkpatrick S., Gelatt C.D., Vecchi M.P. // Science. 1983. V. 220. P. 671.https://doi.org/10.1126/science.220.4598.671
- Svergun D.I. // Biophys J. 1999. V. 78. P. 2879.https://doi.org/10.1016/S0006-3495(99)77443-6
- Franke D., Svergun D.I. // J. Appl. Cryst. 2009. V. 42. P. 342.https://doi.org/10.1107/S0021889809000338
- Svergun D.I., Stuhrmann H.B. // Acta Cryst. A. 1991. V. 47. P. 736. https://doi.org/10.1107/S0108767391006414
- Svergun D.I., Volkov V.V., Kozin M.B. et al. // Acta Cryst. A. 1996. V. 52. P. 419. https://doi.org/10.1107/S0108767396000177
- Shannon C.E., Weaver W. The Mathematical Theory of Communication. University of Illinois Press, 1949. 125 p.
- Grant T.D. // Nature Methods. 2018. V. 15. P. 191. https://doi.org/10.1038/nmeth.4581
- He H., Liu C., Liu H. // iScience. 2020. V. 23. 100906.
- Волков В.В. // Кристаллография. 2021. Т. 66. С. 793. https://doi.org/10.31857/S0023476121050234
- Григорьев В.А., Конарев П.В., Волков В.В. // Успехи в химии и химической технологии. 2022. Т. 36. С. 53.
- Marsaglia G., Tsang W.W. // SIAM J. Sci. Stat. Comput. 1984. V. 5. P. 349. https://doi.org/10.1137/0905026
- Devroye L. // Computing. 1981. V. 26. P. 197. https://doi.org/10.1007/BF02243478
- Durbin J., Watson G.S. // Biometrika. 1950. V. 37. P. 409. https://doi.org/10.1093/biomet/37.3-4.409
- Durbin J., Watson G.S. // Biometrika. 1951. V. 38. P. 159. https://doi.org/10.2307/2332325
- Kozin M., Svergun D. // J. Appl. Cryst. 2001. V. 34. P. 33. https://doi.org/10.1107/S0021889800014126