【无机纳米材料科研制图——OriginLab 0206】Origin绘制X射线衍射XRD堆叠图

Posted 2023-03-28

参考技术A        此篇，我们分享另一个在材料领域会经常用到的XRD图绘制。

一、XRD堆叠图的绘制

       1）准备数据。

       这里，我们导入了两组XRD数据。

       2）堆叠Y偏移。

       因为我们准备绘制多条线堆叠在一起的折线图，因而，需要用到下图中的Y-偏移绘图。框选所有列之后，点击Plot——》Y-offset/Waterfall——》Stacked Lines by Y Offsets，即可绘制Y方向上偏移的堆叠多线条图。

       如下图，可看到两条堆叠的折线，而其中第一条折线是对应于纵坐标的，但第二条曲线相对原值在Y方向上有5755.7的偏移量，这个是软件自动给出的一个比较适合的偏移量。

       3）准备添加JCPDS粉末衍射标准卡片。

       接下来，我们准备添加一组和数据相对应的JCPDS标准卡片的柱状图。一半这样的标准卡片是需要我们经过Jade软件进行对比分析导出的数据，这里，我们没有条件，因而自己编了几个数据，只为演示。

       4）添加层级。

       点击Graph——》New Layer（Axes）——》Top-X Right-Y（Linked Dimension），可添加一个上边框为X轴，右边框为Y轴的新层级。在图中边框外界空白处点击，也可弹出同样的选项。

       接着，在新出现的层级2图标处右键，在弹出的选项中点击Layer Contents，将打开关于层级的选项。

       选中刚才新增的F(Y3)列（此时选框中只会出现Y列，因而可判断软件会自动匹配其对应的X列而绘图），点击右箭头Add plot，将其添加加到Layer2中，点击OK确定。

       完成添加之后，发现边框上方和右侧都只发生了坐标轴单位名称的更改，而没有出现新的数据。这是因为，坐标轴的范围我们还没有调整好。

       5）调整Layer2的坐标轴范围。

       我们将横坐标范围调整为5-95，以和Layer1中一致，而对于纵坐标，因为F(Y3)的最大值为528，因此，纵坐标的范围必须大于528才行，我们此时先设置了0-2400试一试。结果，图中出现了一条新的折线，但我们想要的是柱状图，而非折线。

       6）折线图转换为柱状图。

       双击折线，在打开的绘制细节面板中的左下方，将绘制类型改为Column/Bar，即可将折线图改为柱状图。

       7）更改柱体粗细。

       回顾我们第四篇中介绍的更改柱体粗细，此处方法与之一样，将Gap Between Bars（in %）改为100%，即可将柱体变为一根细线。

       再调整下JCPDS柱体边框的粗细和颜色，如下图所示，柱体将变得更加明显。

       8）继续调整Offset。

       因为，JCPDS的柱状图和Layer1中的折线图重叠了，所以，需要继续调整Layer1中两个折线图的Offset。此处，我们将XRD1的Offset改为了2600，且将XRD2的Offset改为了7800。

       同时，需调整Layer1的纵坐标范围，以将所有折线都完全框入。

       9）修改边框。

       因为XRD图一般不注重强度值，只观察是否有特定的峰出现，因此，两个Layer的纵坐标刻度都需去掉。

       如下图所示，打开坐标轴修改面板后，在Tick Labels刻度标记子分页下，选中Left左侧刻度，将Show的勾选去掉，点击OK或Apply后，Layer1的纵坐标刻度将被去掉。同理，处理Layer2的纵坐标刻度。

       接着，需要去掉主次刻度。

       因为我们这里的两个Layer横坐标是相对应的，因此，可以将上边框的刻度、数值和标题也去掉，而纵坐标不关注强度值，所以将右边框的坐标轴刻度、数值和标题也去掉。那么，接下来的效果如下图所示。

       那么，为什么不一开始就删掉呢，这是为了方便我们好调整两条折线和一组柱状图的相对位置。

       那么，为什么不一开始就对三个数据同时画图呢，就不需要用到添加层级了。这是为了增加对Layer的介绍，同时，JCPDS卡片的强度值可能和我们测出来的XRD峰值差别太大而不在一个数量级上，因而不好调整他们之间的相对大小和位置。

       10）添加符号。

       此时，我们需要添加一些峰值处的标记符号，因此，需要添加文本。选则左侧工具栏的T，在图中左键点击，或是直接在图中右键点击，并选择Add Text，都可以给图中任意位置添加文本。

       接着，再在文本框处右键，于弹出的选项中点击Symbol Map。

       接着，选择一种符号，并点击Insert插入即可。

       接着，选中当前符号之后，可在工具栏修改其颜色。注意，此时不要双击符号进入文本编辑模式选中符号，如果这样的话，只能改变正常字体的颜色，而不能改变符号的颜色。

       继续复制几个符号，以完成整个XRD图的绘制。

       为了美观，可适当缩窄横坐标范围。但是，要注意，两个层级的横坐标都需更改，以保持一致。

二、总结

       回顾，此篇我们使用到的功能有：Y偏移堆叠线条的绘制、添加层级、新层级中添加数据、折线图转换为柱状图、调整Offset、去除坐标轴数值和刻度、添加符号并设置其颜色。

【无机纳米材料科研制图——OriginLab 0204】Origin细胞存活率柱状图绘制

参考技术A        此篇，我们来分享一个设计到生物实验的重要制图，就是细胞的存活率柱状图。

一、柱状图绘制

       1）准备数据。

       一般，我们使用MTT法测细胞的生存率时，需要测试多个浓度下（此篇设定了对照组0和浓度分别为31.25、62.5、125、250、500 μg/mL的细胞）的细胞存活率，而为了提高检测准确性和稳定性，每个浓度的细胞在96孔板中要测三个孔。而酶标仪的原理是通过检测穿过每个孔的单色光的光信号变化，并经过一系列的算法还原出一个光密度值OD，来体现单个孔中的细胞相对数量。因而，下图中我们自主设定了六个浓度的细胞，且每个浓度有三个孔的光密度值。

       2）计算均值和标准差。

       因为我们最后的柱状图是以每个浓度下三个数据的均值为主制图，而三个数据的标准差作为误差标记出每个柱的误差棒，因而，需要计算每个浓度下数据的均值和标准差。那么，Origin作为一个数据分析和绘图软件，当然为我们配备了这样的功能。如下图所示步骤操作，再选定三个Y列之后，打开描述性统计对话框。

       由于已经提前选好了数据范围，所以直接点击确定即可。

       如下图所示，点击确定后，新产生的两列数据就是前面每个浓度下数据的均值和标准差。

       3）尝试制图。

       如下图所示，在做柱状图前先更改下均值的几个名称。

       接着，选中A(X)、Mean(Y)、SD(yEr?这三列之后，点击Plot——》Column/Bar/Pie——》Column即可绘制柱状图。

       如下图所示，柱状图的效果不是很理想，因为每个柱子位于实际坐标位置因而间距不均匀。

       4）替换横坐标数值。

       现在，重新添加三列数据，第一列为X属性，数据为1到6，第二列和第三了分别为复制前面的均值和标准差。注意，第二列的属性要设置为Y，而第三列要设置为Y Error。

       同时框选新添加的三列数据，然后绘制Column柱状图。可以看到，现在各柱间距是相等的，然后，我们准备将当前的横坐标替换为0 31.25 62.5 125 250。

       双击横坐标值，会自动弹出到Tick Labels分页，在Display子分页中，将Type类型改为Tick-indexed dataset坐标索引数据集，然后在Dataset Name中选择表格第一列，即A"Concentation"。

       确定之后，如下图所示，横坐标已经替换为了正确的细胞浓度。

二、柱状图优化

       1）更改柱体颜色。

       这里必须双击柱体的边框，才能打开绘制细节的修改面板。在Pattern图案分页下，主要有两种修改对象，一个是Border边框，一个是Fill填充。看到这里，熟悉Office的同学应该能感觉到，这边框和填充是Word和PPT中对图案的常用修改模式。下图中，我们将柱体的填充颜色改为了红色。而对于其他的可改项，大家可自行尝试。

       2）更改柱间距。

       将制图细节面板切换到Spacing空间分页，可修改柱间距（其实是ErrorBar误差棒的间距，因为棒在柱的中间，所以用Gap Between Bars描述起来更准确）。如图所示，我们将原先默认的20%增加到了40%，可以看到柱间距明显增大了一些，看起来更舒适。

       3）可更改Error Bar。

       双击图中的Error Bar可打开对误差棒的修改面板，或是将Layer1中的选项切换到第二个，也可打开此面板。大家可自行尝试对Error Bar的一些修改。

       4）单独修改柱体填充颜色。

       首先 ，要改变单个柱体的填充颜色，就要先单独将其选中。对于Column类型的图，想要单独选中，需要按住ctrl键，然后鼠标点击某个柱体才行。

       接着，再双击已被选中的柱体，即可打开对其细节单独修改的面板。如下图所示，细节面板左侧的层次图中多出了一个2的数据，这正是我们所单独选取的柱体。而分页选项中，已经缺少了Spacing，这是理所应当的，因为对于单个物体谈何相距。下图中，我们已将第二个柱体的颜色改为了橙色。

三、柱状图归一化。

       还有一件事没有完成，即细胞活性的纵坐标单位是百分比，因此，对比组的细胞生存率应该调整为100%，相应的，其他列的数据也要以相同倍数调变。

       1）打开Set Values面板。

       选中需要改变数据的一列，然后右键，再弹出的选项列表中选择Set Column Values，即设置列值。

       2）填写函数脚本。

       将会话框中的函数补全为Col(F)/0.95*100，点击Apply后，即可将对照组的细胞存活率调整为100%，而其他不同浓度的细胞存活率也以相应的倍数放大。

       同样的，Error Bar中的数据也要以相同的倍数改变 。此时，注意所写函数要与实际列相对应，即Col(G)=Col(G)/0.95*100。

       此时，再看柱状图，结果便不一样了（改变数值后，原图可能会容纳不下新的柱体，因此需要适当调整纵坐标范围）。另外，从下图中也可看出，Book的第四个参数F(x)=也付出水面了，这里是显示我们补写函数的地方。

四、总结

       回顾，此篇我们用到的功能有：描述性统计辅助计算均值和标准差、柱状图制图、横坐标数值替换、更改柱体颜色、更改柱间距、更改误差棒、单独修改柱体颜色、函数脚本更改列值。