.. tsukamoto

============
SUBTRACTION
============

Scatterは、入力として規格化された積分強度を使用するバッファ散乱差分ルーチンを提供します。
規格化とは、各 *I(q)* が露光時間およびビーム変動に対して補正されたことを意味します。
規格化は、典型的には、データ収集中に機器またはビームラインによって実行されます。

あなたのデータが :math:`\rm{nm^{-1}}` で収集された場合、Scentterが自動的にファイルをinverse  Åに変換するように設定することができます。
inverse  Åで収集されたデータでより多くのデータファイルをドロップする前にチェックを外します。

Scatterは、バッファ差分を実行するためのいくつかの戦略を提供します。
B21(Diamond Light Source)では、一連の1秒間の露光としてデータが収集されます。
各1秒の露光は、規格化された3列のテキストファイルとして書き込まれます。
1分間の露光では、60フレームを取得しますが、差分する前にマージする必要があります。
マージは、バッファ露光のセットを平均化（ :menuselection:`"Average Buffer"` から）するか、または各 :math:`I(q)` の中央値（ :menuselection:`"Average Buffer"` から）を取ることによって行うことができます。
中央値はデータセット内の異常値に対する抵抗力を提供する、しかしながら、60フレームでは平均値と中央値が収束するはずです。
ファイルは、 :menuselection:`"SAMPLES"` パネルまたは :menuselection:`"BACKGROUND"` パネルのいずれかに適切な :file:`* dat` ファイルをドロップすることによってロードされます。

図１

.. image:: 11.png
   :scale: 80%
   
バッファファイルのセットをロードした後、 :menuselection:`"Average and Median"` をクリックすると、セットの平均と中央値を見ることができます。
プロットは非常に似ているはずです。しかし、バッファが非常に少ない場合、中央値がより良い選択肢になりがちです。
図2では、SEC-SAXS実験から一連のファイルをロードしました。
差分を行う前に、ピーク溶出に対応するSAXS曲線を使用したいと思います。
:menuselection:`"Signal Plot"` をクリックすることで、ピークに対応するフレームを簡単に計算してプロットすることができます。
これは、各入力SAXS曲線の信号（下記参照）を推定します。
さらに、カーブごとに *Rg* をオーバーレイしたい場合は、チェックボックス（信号プロットに *Rg* を追加）をクリックします。
プロットに *Rg* を追加すると、各データセットに対して減算と :program:`"auto Rg"` が実行されるまでに時間がかかることに注意してください。

図２

.. image:: 12.png
   :scale: 80%
   
図3の信号プロットは、フレーム12とフレーム25との間に形成されるピークを示します。
これは、最大の散乱強度を有するフレームに対応します。しかしながら、各フレームについて計算された *Rg* （シアン）は、サンプルセット全体にわたってほぼ一定です。マウスを使って、差分とマージの対象となる領域を選択することができます（図4）。
マージは、選択したセットを平均化するか、または中央値を取ります。
濃度の異なるSEC SAXSカーブまたはカーブを差分してマージする場合は、実際の減算を行う前に、 :menuselection:`"Scale then Merge"` をチェックする必要があります。

図３

.. image:: 13.png
   :scale: 80%
   
図４

.. image:: 14.png
   :scale: 80%
   
:menuselection:`"Scale then Merge"` （図2）は、データを参照データセットにスケールします。
デフォルトの参照データセットは、選択したサンプルセットの最初のファイルですが、ドロップダウンメニューを使用して参照を指定することができます。
差分された（規格化された）データセットの実際の平均化の前に、Scatterはデータを標準化し、各ビンの分散を決定し、あるデータポイントが、カットオフによってスケーリングされた分散に基づいたカットオフの外側にある場合、そのデータポイントは平均化に使用される最終データセットから除外されます。
別の方法として、中央値を計算することによってデータをマージすることができます（中央値から差分チェックボックス）。
これは、事前にスケーリングを適用できない同じ濃度のデータセットにのみ適用できます。
この方法は、広角 *q* 値で信号が非常に弱い希薄試料の反復測定に適しています。


Unsubtracted SAXS Signal
------------------------

巨大分子のSAXS測定は、実際は、1）バッファ（バックグラウンド）散乱と2）バックグラウンドと粒子散乱の2つの測定値です。
したがって、希薄条件下での粒子のSAXSプロファイルは、2つのサンプルの散乱の差として決定されます。
したがって、2つのサンプル間のバッファ環境が、可能な限り粒子による違いのみと一致することが絶対に不可欠です。

図１

.. image:: 15.png
   :scale: 80%

図1は、300（左）秒と1（右）秒の2回の露光で測定した同じバッファを示しています。
明らかに、信号の分散は、300秒の露光において、特に広角 *q* 領域（ *q> 0.1* ）で大幅に低減されます。
それぞれに、1秒の露光でのサンプル測定を重ねてます。
*q> 0.2* で見ることができるように、その差は無視できないほど小さく、1秒（右）の両方の露光について *q> 0.2* で観察される差が有意義であると主張することは困難です。

図２

.. image:: 16.png
   :scale: 80%
   
我々は、試料の強度（粒子+バックグラウンド）のバックグラウンドに対する比を取ることによって、情報が存在すると主張することができます。
理想的なバッファマッチングを仮定すると、信号の存在は1より大きな比で示されます（図2）。
明らかに、低角 *q* 領域では、一定のベースラインに向かって減衰する強いシグナルの存在を示唆する大きなピークが存在します。
ピークは装置のアーチファクトであり、ピークの左側に信号が減衰していることを示唆しています（おそらくビーム停止からの散乱によるものです）。
広角 *q* 領域（右パネル）では、比> 1がかなりの部分にあり、情報は弱いながらも存在することが示唆される。
このプロットは、バッファ差分や同定されたギニア領域を必要としないSAXS信号を検出する手段として使用できます。
比プロット（積分）の下の面積は、濃度および粒子質量に比例することが予想されます。
したがって、サイズ排除クロマトグラフィー（SEC）運転中に収集された一組のSAXS曲線について、各SAXS測定についての比の積分のプロットは、溶出ピークの痕跡を生成します。