JASONブログ
BeautifulJASONによる品質管理：スチレンブタジエンゴムの自動分析
品質管理で一般的に必要とされる同じ種類のサンプルの繰り返し分析は、面倒で時間がかかります。BeautifulJASONは、これらの作業を完全に自動化できるほど高速化するフレームワークを提供します。スチレンブタジエンゴム（SBR）のサンプル例で説明します。 SBRは最も広く使用されている合成ゴムで、ブタジエンとスチレンの共重合によって製造できます。スチレン／ブタジエンの比率はポリマーの特性に影響し、スチレン含有量が高いほど、ゴムは硬くなり、ゴムらしさが失われるます。したがって、この共重合体の組成を評価することが重要であり、NMRはこの作業に適しています。実際、ISO 21561-1には、溶液重合SBR中のブタジエンの微細構造とスチレンの含有量をプロトンNMRで定量的に決定する手順が説明されています。これは、図1および表1に示すように、SBRスペクトルから積分を抽出することを採用しています。 図1：SBR試料と積分範囲の例 表1： 信号統合エリアの定義 積分Cには溶媒も含まれるため、この方法ではブランクサンプルの溶媒の積分を取得し、積分Cから差し引くことを提案しています： そして、ブタジエン部分の各微細構造成分（トランス、シス、ビニル）の含有量とスチレン含有量は、以下のように計算されます： BeautifulJASONでは、このすべてを自動化することができます。スクリプトを実行するだけで自動的に積分して含量を計算し、レポートを生成することができます： これを行うにはまず積分範囲を定義する必要があります。この場合、自動積分ではなく手動積分を実施します。JASONでデータセットを開き、iキーを押します（または、選択したスペクトルの左上にあるコンテキストツールバーの積分モードボタンを左クリックする）。次にマウスの左ボタンを押したまま、カーソルを水平にドラッグ＆ドロップして積分領域を定義し、関心のある領域を積分します。これを各積分領域で繰り返します。積分バーをダブルクリックすると、積分プロパティダイアログが開き、積分領域をより正確に定義することができます。 [...]
BeautifulJASONによるバッチ処理
大量のデータを扱うことは、プロセス開発からメタボロミクスまで、幅広いNMRアプリケーションで直面します。これらのスペクトルから必要な情報をいかに効率的に抽出するかは非常に重要です。このブログでは、BeautifulJASON pythonパッケージを使用して、データのディレクトリ全体を迅速に統合し、それらの積分結果をテキストファイルに抽出してさらに下流で処理する方法を説明します。 Beautiful JASONのインストール この記事のステップを実行するには、JASONのコピーとBeautifulJASON pythonパッケージが必要です。後者はpipを使って以下のコマンドでインストールできます： pip install beautifuljason [...]
JASON 4.1が登場
JASON 4.1が登場 今回のリリースで、JASON 4.1はWindowsとmacOSの両方で「ダークテーマ」をサポートします。お使いのOSをダークモードに切り替えるだけで、JASONがダークになります！ スペクトルの描画品質、ベクターグラフィックスおよびビットマップ出力に多くの改良を加えました。また、macOSでの2D等高線プロットの応答性を向上させました。さらに、macOSでのNUS処理を高速化しました。 パルスシーケンスのソースコードを、テキスト文書としてNMRパラメータとともに表示できます。 Zipアーカイブはキャンバスにドラッグ＆ドロップするだけです。JASONは、開くことができるすべてのファイルを自動的に解凍します！ 分子内の原子にはカスタムラベルを付けることができます。こうすることで、必要に応じて原子の 「番号変更」や「マーク付け」を行うことができようになりました。 SMILEQをさらに高速化し、レポートエディターを追加しました。 [...]
JASON Version 4.0
JASONチームがJASONバージョン4.0をリリース JASONバージョン4.0では、多くの分野で改良が加えられています。リファレンスデコンボリューション処理を導入し、この強力なツールの簡単なアプリケーションを提供します。1次元NMRスペクトルのピーク解析は、フィッティングパラメータを固定できるようになり、解析のコントロールがさらに向上しました。チャートは、NMRスペクトルと同様に、ズームとパンのためのマウスモードにより、より簡単にナビゲートできるようになりました。 夏が近づくにつれ、“リラクゼーション”について考え始める良い時期ですが、JASONも例外ではありません！リラクゼーション実験用のROSY処理を強化し、T2実験や飽和回復実験に対応できるようになりました。また、カラー・グラデーション・オプションに加え、スタックされたデータを単一色で表示するオプションも追加されました。 アノテーション、ルール、テーブルなどについても複数の改良が加えられました。いつものように、ユーザビリティとパフォーマンスのためにいくつかの内部改良を行い、いくつかの厄介なバグを潰しました。 これらの改良点の詳細を見てみましょう： アレイ測定と緩和解析 CPMG T2 および T1 [...]
JASONにおけるNMRデータ処理：ROSY
最近、 JASON 3.2 で緩和データの便利な処理と解析が導入されました。このコンセプトは拡散NMRやDOSYのサポートに似ています。解析には積分、ピーク、またはすべてのデータポイントを使用することができ、ROSY（Relaxation Ordered SpectroscopY）プロットは結果のT1値とそれぞれの推定誤差から構築されます。JASON 3.2では、ROSY処理機能はインバージョンリカバリー、T1実験のみをサポートしていますが、近日中に他のあらゆる一般的な手法に拡張される予定です。ユーザー定義の方程式による積分のフィッティングを含むあらゆる配列実験のマニュアル解析は、すでにJASONに実装されています。DOSYと同様の処理ステップとしてROSYを実装した目的は、ユーザーエクスペリエンスを向上させ、データ処理エンジンによるより良い自動化を可能にすることです。 図1 JASONにおけるインバージョンリカバリー（T1）実験の解析と処理 [...]
JASONバージョン3.2は、JASONチームによる2024年の最初のリリースです。
JASONバージョン3.2は、JASONチームによる2024年の最初のリリースです。 JASON 3.2では、NMRとともに質量分析データも追加できるようになりました。JEOL JMS-S3000 SpiralTOF（MALDI-TOFMS） のユーザーは、JASONにデータを読み込むことができるようになり、JEOL JMS-S3000 SpiralTOF の質量分析(MS)データをパラメータとピークの簡単なレポートと一緒に表示することができます。 [...]
JASON 3.1 – 機能の拡張と自動化－
JASONバージョン3.1が登場し、NMR処理・分析機能と自動化オプションが拡張されました！ DOSY機能が拡張 JASON 3.1では、DOSY結果を報告する新しいテーブルが導入され、Arrayedテーブルやチャートと並んで、Kineticパネルから作成できるようになりました。 フィッティングダイアログでは、Stejskal-Tanner方程式がサポートされ、拡散データのフィッティングやDOSY解析を視覚化することができます。パルスシーケンスパラメータから直接、補正された拡散時間の自動計算機能を導入しました。 外部コマンド処理スクリプト（関連記事：External Command processing scripts, [...]
JASONの能力を拡張する （その3） ：高度な外部処理、t1ノイズ除去
これまでこのシリーズでは、JASONが処理中のデータを外部プログラムに渡すことで、JASON内では現在利用できない処理を実行できることを紹介しました。今回は、t1ノイズ除去のための処理関数をpythonでプロトタイピングした後、開発チームがJASONのメインコードに実装した実際のアプリケーションを紹介します。 高ダイナミックレンジのサンプルは、２次元スペクトルの間接観測軸の方向に好ましからざる様相を呈することがあります。これはいわゆるt1ノイズと呼ばれるもので、各t1インクリメント間の信号強度の小さな変動から生じます。これらの変動はt1では変調されないため、スペクトル上のt1/F方向に平行な縞模様として現れ、かつスペクトル中の強い信号と関連しています。最新の分光計ハードウェアはこのようなアーティファクトを大幅に減少させますが、データ処理段階で除去する必要がある場合もあります。 t1ノイズを抑制するアルゴリズムは数多く存在しますが、このブログでは、ManolerasとNortonが提案し、Journal of Biomolecular NMRに掲載されたものを紹介します（J. Biomol. NMR 2 [...]
JASONのパワーを拡張する（その2） ：MATLABとRによる外部コマンド処理
前回のブログでは、JASONの外部コマンド処理としてpythonを使用し、NMR処理過程のどのポイントでもデータに対して操作を実行できることを説明しました。これは、例えば新しいデータ処理のアプローチを開発するユーザーにとっては、非常に強力でかつ柔軟なツールとなります。 しかし、もしあなたのお気に入りのプログラミング言語がpythonでなかったら？JASONの外部コマンド処理機能は、HDF5フォーマットのデータを読むことができるすべての外部プログラムやスクリプトにデータを送ることができます。これには、最新のプログラミング言語の大半（そしてそうでないものも！）が含まれます。 このブログでは、MATLABとRスクリプトの両方をJASONから呼び出し、前のブログで説明したのと同じ操作を実行する方法を紹介します。MATLABはネイティブでHDF5ファイルの読み書きをサポートしていますが、Rは追加のライブラリをインストールする必要があります。このブログで紹介する例では、rhdf5ライブラリを使用します。 MATLABスクリプトは、前回説明したinvert.py pythonスクリプトと概念的に非常に似ています。MATLABファイルはデータに適用される関数を実装しています。MATLABはすでにinvert()と呼ばれる関数を持っているので、誤って間違った関数を呼び出さないように、この関数に別の名前、この場合はinvertspec()を付けます。h5read()関数とh5write()関数は、HDF5ファイルからデータを読み書きします： 前のブログ記事のpythonスクリプトのように、データセットのサイズを変更しないので、元のデータを変更後のデータに置き換えるだけです。 JASONからこのスクリプトを呼び出すのは簡単です。外部コマンドの処理項目を処理リストに追加し、いくつかのオプションを設定するだけです。MATLABの場合、コマンドは単に "matlab "で、引数は以下の通りです： -nojvm [...]
Introducing JASON Version 3.0
JASON バージョン 3.0 のリリース 今回のJASON 3.0は発売開始以来で最も大きなリリースの一つになります。その中身には、マルチベンダー対応の商用NMRソフトウェアとしては初めてとなる3Dスペクトルデータのサポートが含まれます。 3Dデータのサポート ３D NMRデータの取り扱いの要請に応えて、JASON 3.0では、例えばHNCAなどに代表される３Dデータ（FID）の処理（JEOLデータ）と、そのスペクトルデータの表示（JEOL及びBrukerデータ）が可能となりました。 [...]
JASONの機能を拡張する （その1） ：外部コマンド処理項目の使い方
JASONには、NMRデータを処理・解析するための強力なツールが揃っていますが、時にはJASONにはないような処理を行いたいこともあるでしょう。このブログ記事シリーズでは、「外部コマンド」という処理機能の使い方を紹介します。これにより、NMRデータを外部プログラムに渡し、何らかの処理を行わせ、その結果を再度JASONに返すようなことを実行することが出来ます。 この機能はどのような方に適しているでしょうか？例えば、Non-uniformサンプリング再構成法、新しい窓関数、信号処理技術など、新しい処理技術を開発している研究者は、このような機能が不可欠であることに気づくでしょう。実際、利用者はNMRデータの処理過程のどの時点でも、また何回でも、外部プログラムによる処理のためにデータを送ることが出来るので完全に自分のデータをコントロールすることが出来ます。 この機能はどのように動作するのでしょうか？ JASONは、HDF5というファイル形式でデータを保存します。この形式は、Python、Matlab、R、Mathematicaなどを含む主要なプログラミング言語のHDF5ライブラリにより、さまざまなツールで読むことが出来ます。つまりあなたの好みの言語を外部スクリプトとして使うことが出来るのです！ データは「外部コマンド」の引数として指定されます。JASONはそれをスリム化されたHDFファイルとして生成し、外部処理に渡します。外部計算が完了すると、JASONは出力を読み返し、処理は処理リストの次の項目に進みます。 このブログでは、簡単なpythonスクリプトを使った外部コマンド処理の使い方を紹介します。ここに紹介した例は、単純にスペクトルを反転させるだけのものですが、もちろん、もっと高度な計算も可能です。限界は、もしあるとすれば、あなたの想像の中だけに存在するものです！ これから説明するpythonスクリプトを以下に示します。Pythonは、h5pyライブラリを使用してHDF5ファイルにアクセスすることができます。h5pyライブラリは、Pythonでの科学計算によく使用されるNumPy配列としてデータを返します。 スクリプトは、python標準ライブラリからh5pyとNumPy、sysをインポートする3つのステートメントから始まります。JASONから送られたHDF5ファイルは、h5py.File()関数を使ってファイルハンドルとして開かれます。セキュリティ上の理由から、NMRデータはJASONからランダムなファイル名で送信されるため、sys.argvリストを通して、これをpythonスクリプトの入力引数の一つとして取り込みます。 ファイルを開くと、その中のNMRデータはpythonのライブラリ構文を使ってアクセスできます。HDF5ファイルはデータを格納するためにパスのような階層構造を使用し、これらのパスはライブラリのキーとして使用されます。例えば、NMRスペクトルの実数部は/JasonDocument/DataPoints/0にあり、/JasonDocument/DataPoints/1は虚数部にあります。 [...]
JASONでのNMRデータ処理：全機能一覧
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 [...]