供用を開始したJ-PARCの新しい生物用中性子回折装置(iBIX)

Beginning of open use of a New Biological Neutron Diffractometer (iBIX) in J-PARC

田中 伊知朗*; 日下 勝弘*; 細谷 孝明*; 大原 高志*   ; 栗原 和男; 新村 信雄*

Tanaka, Ichiro*; Kusaka, Katsuhiro*; Hosoya, Takaaki*; Ohara, Takashi*; Kurihara, Kazuo; Niimura, Nobuo*

茨城県は、茨城大学と日本原子力研究開発機構(JAEA)とともに、J-PARCにおいて産業利用を目的とした生物高分子用の飛行時間型(TOF)中性子回折装置、茨城県生命物質構造解析装置(iBIX)の建設をほぼ完了した。2009年以来茨城大学は、茨城県事業の下で実験を行うユーザーのために、本装置の運用を委託されてきた。本回折装置は、最大約150の格子長を持つ試料結晶をカバーするように設計されている。2mmの体積の結晶なら年間100個以上の試料の測定が期待され、さらに約0.1mmの体積の生物試料でも測定が期待できる。iBIXの効率は、J-PARCで出力1MWが実現したときに、JRR-3に既設の高性能回折装置の約100倍となることが期待されている。2008年12月からiBIXのユーザー利用が開始され、J-PARC出力20kWの下で幾つかのタンパク質や有機化合物がテスト測定されてきた。それらのタンパク質の一つは、最大1.4分解能の回折を示したが、この結果はiBIXで使用したものと同じ結晶を用いて妥当な露出時間で測定したとした場合のBIX-3(JRR-3設置)での結果にほぼ匹敵する。2009年5月には、検出器14台が設けられた。2009年度末までに、JAEAの協力の下、データ整理ソフトウェアの基礎部分が整備完了され、低温ガス吹付装置も設置される予定である。

Ibaraki Prefectural Government together with Ibaraki University and Japan Atomic Energy Agency (JAEA) has almost finished constructing a time-of-flight (TOF) neutron diffractometer for biological macromolecules for industrial use at J-PARC, IBARAKI Biological Crystal Diffractometer (iBIX). Since 2009, Ibaraki University has been asked to operate this machine in order for users to do experiments by Ibaraki Prefecture. The diffractometer is designed to cover sample crystals which have their cell edges up to around 150 . It is expected to measure more than 100 samples per year if they have 2 mm in crystal volume, and to measure even around 0.1 mm in crystal volume of biological samples. The efficiency of iBIX is also expected about 100 times larger than those of the present high performance diffractometers at JRR-3 in JAEA when 1MW power realizes in J-PARC. Since December 2008, iBIX has been open to users and several proteins and organic compounds were tested under 20 kW proton power of J-PARC. It was found that one of their proteins was diffracted up to 1.4 in d-spacing, which was nearly comparable resolution to that of BIX-3 in JRR-3 when used the same crystal as at iBIX for reasonable exposure time. In May 2009, 14 detector units were set up. By the end of fiscal year 2009, the basic part of data reduction software will be finished and an equipment blowing low temperature gas to the sample will be installed with the cooperation of JAEA.