مشكلة الطور

إذا انحرفت البلورة بدقة عالية (<1.2 أنغستروم)، فيمكن تقدير الأطوار الأولية باستخدام الطرق المباشرة. ^{[ 1 ]} يمكن استخدام الطرق المباشرة في علم البلورات بالأشعة السينية ، ^{[ 1 ]} وعلم البلورات النيوتروني ، ^{[ 7 ]} وعلم البلورات الإلكتروني . ^{[ 4 ] [ 5 ]}

يتم اختبار واختيار عدد من المراحل الأولية باستخدام هذه الطريقة. أما الطريقة الأخرى فهي طريقة باترسون، التي تحدد مواقع الذرات الثقيلة مباشرةً. تعطي دالة باترسون قيمة كبيرة في موضع يتوافق مع متجهات المسافات بين الذرات. لا يمكن تطبيق هذه الطريقة إلا عندما تحتوي البلورة على ذرات ثقيلة أو عندما يكون جزء كبير من بنيتها معروفًا مسبقًا.

بالنسبة للجزيئات التي تُظهر بلوراتها انعكاسات في نطاق الأنجستروم الفرعي، يُمكن تحديد الأطوار باستخدام طرق التجربة والخطأ ، وذلك باختبار سلسلة من قيم الأطوار حتى تُلاحظ هياكل كروية في خريطة كثافة الإلكترون الناتجة. تنجح هذه الطريقة لأن الذرات لها بنية مميزة عند رؤيتها في نطاق الأنجستروم الفرعي. إلا أن هذه التقنية محدودة بقدرة المعالجة وجودة البيانات. ولأغراض عملية، تقتصر على "الجزيئات الصغيرة" والببتيدات لأنها تُوفر باستمرار حيودًا عالي الجودة مع عدد قليل جدًا من الانعكاسات.

يمكن استنتاج الأطوار أيضًا باستخدام عملية تُسمى الاستبدال الجزيئي ، حيث تُضاف الأطوار المعروفة لجزيء مشابه إلى شدة الجزيء قيد الدراسة، والتي تُحدد بالملاحظة. يمكن الحصول على هذه الأطوار تجريبيًا من جزيء مماثل، أو إذا كانت الأطوار معروفة لنفس الجزيء ولكن في بلورة مختلفة، عن طريق محاكاة ترتيب الجزيء في البلورة والحصول على أطوار نظرية. عمومًا، تُعد هذه التقنيات أقل تفضيلًا لأنها قد تُؤثر بشكل كبير على حل البنية. ومع ذلك، فهي مفيدة لدراسات ارتباط الليجاند، أو بين الجزيئات ذات الاختلافات الطفيفة والبنى الصلبة نسبيًا (على سبيل المثال، اشتقاق جزيء صغير).

في كثير من الحالات، تُحدد مجموعة أولية من الأطوار، ويُحسب مخطط كثافة الإلكترون لنمط الحيود. ثم يُستخدم هذا المخطط لتحديد أجزاء من البنية، والتي تُستخدم بدورها لمحاكاة مجموعة جديدة من الأطوار. تُعرف هذه المجموعة الجديدة من الأطوار باسم " التحسين" . تُعاد هذه الأطوار إلى السعات الأصلية، وتُستخلص منها مخطط محسّن لكثافة الإلكترون، يُصحح من خلاله شكل البنية. تُكرر هذه العملية حتى يتم الوصول إلى حد خطأ (عادةً ما يكون...).${\displaystyle R_{\textrm {free}}}$استقرت القيمة عند مستوى مُرضٍ. ونظرًا لظاهرة انحياز الطور ، فمن الممكن أن ينتشر التعيين الأولي غير الصحيح خلال عمليات التحسين المتتالية، لذا لا تزال الشروط المُرضية لتعيين البنية موضع نقاش. في الواقع، تم الإبلاغ عن بعض التعيينات غير الصحيحة المذهلة، بما في ذلك بروتين تم فيه عكس التسلسل بالكامل. ^{[ 8 ]}