JASONのバージョン3.0の最も重要な新機能の一つは、生体分子のNMRアプリケーションで日常的に収集されるような3Dデータのサポートです。これを念頭に置いて、このブログではJASON 3.0で実装されたすべての利用可能な処理関数の簡単な概要を説明しようと思います。個々の機能のより詳細な説明は、今後のブログ記事で取り上げる予定です。図1は、JASONの開発とテストのためにJEOL USAの同僚から提供された3D HNCAスペクトルを使った例です。現在適用されている処理は、左側の “Processing “パネルに表示されています。3Dリストは、F3として宣言された直接観測軸、2つの間接観測軸F2とF1からなります。図1では、3Dスペクトルで選択されたF3(1H)-F1(13C)2D平面の上に”Edit Processing”ダイアログが表示されています。左側の “Available “というラベルの下に、利用可能なすべての処理関数のリストが表示されています。マウスの左ボタンを使って、要素を “Selected “リストにドラッグ・アンド・ドロップするだけ追加できます。利用可能な処理関数の順序は、一般的な使用順序に従っています。例えば、アポダイゼーションはフーリエ変換の前にあり、ベースライン補正はその後にあります。

 

 

 

 

 

 

図1 JASONの3D HNCA処理リストの例

左側には、利用可能なすべての処理機能（JASON 3.0まで）を示す “Edit processing “ダイアログがあります。

 

 

Inverse Fourie Transformをスペクトルに適用して、時間領域のデータを生成することができます。

 

Indirect FT modeは、States、TPPI、echo/antiechoデータに関連する変換を提供します。これは、新しい間接次元の開始直後に使用されます。

 

Phase FID は、時間領域でゼロ次位相補正値を適用する機能です。Varian /Agilent ファイルの自動処理で、オリジナルの処理の再現が必要な場合、つまり対応するパラメータがアクティブな場合に使用されます。

 

Shrinkは、左右シフトとデータポイントの削減を提供し、その後の変換に有効なポイントを減らします。こデータ処理の複数の機能を再現することができます。デフォルトでは、FIDデータを操作するためのもので、自動処理では関連するパラメータをベンダーによらずインポートします。興味深いことに、時間領域データの操作に限定されません。その特殊な使用例については、後のブログ記事で説明します。

 

Flattenは、インターフェログラム・ピュアシフトNMRデータの処理に使用します。間接軸の1つを直接軸に効果的に平坦化するため、データの次元数を減らすことができます。自動処理では、測定の識別（すなわち、NMRプロット上の透かしが機能する場合）に基づいてパラメータを設定します。

 

CSSF処理は、CSSFデータの高度な処理を提供する専用機能です。これはベンダーに特化したものではありませんが、現在のところ、日本電子/Deltaの標準ライブラリにのみ、関連するパルスシーケンスの実装が含まれています。その他のデータフォーマットは、通常、データ収集時に分光計によって前処理されるため、この機能で実装されている高度なデータ処理を利用することはできません。

 

Solvent Filterは、FIDのシンプルなデジタルフィルタリングによって、スペクトルから選択した領域を除去するために使用することができます。複数の溶媒シグナルをフィルタリングする必要がある場合は、同じ処理リスト内で複数回使用することができます。[これは、高度なパルスシーケンス法による溶媒消去の代わりにはならないことに注意してください]。この機能の使用例とJASONの実装の詳細については、今後のブログ記事で説明します。

 

NUSはnon-uniform samplingの略で、不均一にサンプリングされたFIDから完全にサンプリングされたFIDの再構成を提供します。現在、2D実験の間接次元用に実装されていますが、特殊な測定では直接次元でも使用可能です。処理自体はどのような次元にも対応していますが、JASONでのデータインポートが現在の制限要因であり、近日中に解決する予定です。

 

Linear predictionは、トランケートされた2Dまたは3Dデータ、あるいは1Dピュアシフト実験の間接次元の分解能を向上させるのに非常に便利です。また、後方予測オプションもサポートしています。現在、この機能を明確にするために、backward LPとforward LPの機能を2つに分割する開発が進行中です。処理リストにbackward LPとforward LPの両方が含まれている場合（特にベンチトップのオックスフォード・インストゥルメンツの2Dデータ）、1つのLP関数を2回使用することは可能ですが、ナビゲートは容易ではありません。

 

Apodizationは、斬新でユーザーフレンドリーな方法で実装されています。basic modeでは、スライダーをドラッグするだけで、感度と解像度の最適解を見つけることができます。advanced modeでは、すべてのパラメータを正確に設定することも、実際のFIDデータの取得パラメータと推定平均減衰率の両方を考慮したスマートアルゴリズムによって駆動される自動オプションを使用することもできます。

 

Zero fillingは、データにゼロ点を追加してデジタル分解能を2倍にし、必要に応じてそれ以上の平滑化を行うために使用されます。これは最近アップグレードされ、2の累乗に丸めるオプションや、ゼロフィリングをマルチプラーとして指定したり、データサイズを正確な数まで拡張するオプションが追加されました。

 

Group delay correctionとRestore group delayは、通常直接使用されることはありませんが、必要なときに内部的に他の関数から呼び出されます。これらの関数は、デジタルフィルターされたデータとアナログ形式のデータを変換します。これらの実装の詳細は現段階では公開されていませんが、JASONでJEOLとBrukerの典型的な1DスペクトルでSolvent Filterとbackward-LPが正しく動作するために重要な役割を果たしています。

 

Fourie Transformは、FIDをスペクトルへ変換します。JASON 3.0以降では3Dデータまで対応しています。

 

Chemical shift scalingにより、CRAMPSタイプの固体測定やその他のスケーリングされた測定を正しく処理することができます。最近、あらゆる次元で使用できるようにアップグレードされました。

 

Tilt/Shearは、ほとんどの同種核2D-J分解スペクトルに必要な45度の回転を提供し、固体MQ MAS実験にも同様の変換を行います。

 

Phaseは0次および1次の位相補正と、さまざまな自動モードおよびマグニチュード・モードのオプションを提供します。

 

Savitzky-Golay Smoothingと2D Savitzky-Golay Filterは、通常リスト処理では使用されません。これらは1次元および2次元の自動ピークピッキング手法によって呼び出されます。処理リストに追加することで、ピークピッキングの内部ステップを視覚化することができ、JASONの自動ピークピッキングのカスタマイズ可能なパラメータの設定に役立ちます。

 

Reverseは単にデータを反転させるもので、一般的にはスペクトルを反転させます。これは、FTオプションとして、あるいは独立した処理機能として実装されており、異なるベンダーのデータフォーマットで使用されるあらゆる種類の処理を正確に再現することができます。

 

Peak Referencingは、特定の領域で最も高いピークを検索し、スペクトルをユーザー定義の化学シフト値にリファレンスするために使用することができます。入力パラメータが化学シフトリファレンスに依存する処理で混乱を招くことがあります（Solvent Filterの領域定義など）。大量のデータファイルのバッチ処理、特にRe-sampling機能を伴う場合にはお薦めです。

 

Baseline Correctionは、スペクトルのベースラインをフラットにする様々な方法を提供します。現在、1次元、擬似2次元、2次元のデータをサポートしています。3次元の完全サポートは、JASON 3.1で開発中です。

 

Drift Correctionは、基本的に周波数領域でFTの後に使用される場合、0次ベースライン補正と同じです。1次元や擬似2次元のデータ処理に適している一方、多次元データでは典型的なポイント数が少ないため、ベースライン補正はnD (n≧2)スペクトルに適しています。DCはFTの前に時間領域で使用される場合、少し異なる意味を持ち、RealとImaginaryのバランス調整に使用されます。これは例えばVarian Inovaのような非常に古いデータで必要になることがあります。

 

Symmetrizationは2D J分解と同種核2Dスペクトルの両方に使用できます。さらに高い次元ではまだ実装されていません。

 

t1 noise suppressionは、2D スペクトルによく見られる縦縞を低減する効率的な方法でです。多くの場合、この結果は主に外観上のものであり、非常に質の悪いデータから隠れたピークを明らかにすることはできません。

 

Sum tracesは、2Dプロットの行と列のどちらかから、ユーザーが定義した領域の合計を計算することで、データの次元を減らします。

 

External Commandは、JASONの非常に強力なツールです。これは、JASONが処理リスト内のデータポイントを配置されたポイントで操作するために、OSによって任意の実行可能ファイルを実行することを可能にします。PythonやMatlabのスクリプトを呼び出すことで、これを使用するいくつかの例を提供します。どんな特殊な処理でも、ユーザー側でこの方法で迅速に実装することができます。興味深いことに、スペクトルに属する積分やピークを使った解析手法も実装できます。このフレームワークでは、解析手法と処理を切り離すための開発が進行中です。詳細はまたブログで紹介します。

 

DOSYは擬似2次元データに対して関連するフィッティングを行い、その結果からDiffusion-Ordered Spectroscopyプロットを提供します。ユーザー定義の積分領域や自動ピークピッキングを使用したり、各データポイントを独立にフィッティングすることができます。将来的には、典型的な緩和時間データについても同様の機能が導入される予定です。一方、チャートは積分テーブルから手動で作成することができ、ユーザー定義式は配列された実験をソースファイルとして一連のデータをフィットするために使用することができます。

 

Re-sampleは、スペクトルデータの標準化に使用できます。スペクトルの幅やスペクトロメーターの周波数が異なる場合、スペクトルのデジタル形式には、他のスペクトルと全く同じグリッド上にない点が含まれます。十分に高いデジタル分解能があれば、これは非常に小さいですが、線形補間を使用することで、データポイントが同一のグリッド上にあることを確認することは、一部の分析で有用です。これは、周波数領域のあらゆる次元で使用できます。

 

<-Next dimension->は単に次元をインクリメントし、処理パネルでは3D処理における “F1 (indirect) dimension: “のような太字のテキスト表示のトリガーです。これらのテキストメッセージは1次元処理のリストには表示されず、次元のナンバリングはデータの最後の間接次元からカウンターを開始するという従来の方法に従っています。