什么是冷冻电镜(Cryo-EM)?

冷冻电子显微镜通常是一种透射电镜(TEM),且专门具备维持样品室内低温的能力。与传统透射电镜相比,冷冻电镜(Cryo-EM)还具有一套自动化和样品处理技术,增加了易用性,并确保每个样品都能收集到最多的高质量数据。冷冻电镜 (cryo-EM) 样品在 Krios 冷冻电镜中可维持 72 小时低温,在 Glacios 冷冻电镜Tundra冷冻电镜中可维持 24 小时低温,使研究人员能够收集他们所需要的所有数据,以尽可能高质量进行三维重构。

冷冻电镜(Cryo-EM)的工作原理?

冷冻电镜(Cryo-EM)将样品快速冷却至低温,防止样品中水分子结晶,从而保留了样品的近生理状态。样品冷冻后,科研人员可以使用一系列电镜技术以各种分辨率(包括近原子级分辨率)对样品进行三维可视化,从而比以前更深入、更全面地了解样品。

为什么选择冷冻电镜(Cryo-EM)?

生命科学家在研究蛋白质和蛋白质复合物时会面临许多难题。蛋白质具有生物复杂性,而且众所周知,许多蛋白质难以使用x射线衍射进行晶体分析和核磁共振 (NMR) 等传统方法进行检查。

通过冷冻电镜(Cryo-EM),研究人员可以观察蛋白质的所有复杂构象、结构和修饰形式,并且可以在单个生物样品中观察到多种蛋白质构象。冷冻电镜(Cryo-EM)消除了人们对晶体的需求,并无需担心纯度和异质性问题影响到生命科学研究。科研人员能够通过冷冻电镜获得的三维蛋白质结构研究细胞内的蛋白质功能,这对了解蛋白质的工作原理、在疾病中的作用以及对治疗方法的反馈至关重要。冷冻电镜(Cryo-EM)已成为世界各地科研人员进行生命科学研究的必备方法,为传染病、神经退行性疾病和癌症等研究领域带来了突破。

赛默飞世尔科技冷冻电镜 ›

 

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生命科学电子显微镜的应用

使用冷冻电镜进行结构生物学研究

结构生物学研究

借助冷冻电镜(Cryo-EM)对具有挑战性的生物靶标(例如大型复合物、柔性物质和膜蛋白)进行结构分析。

使用冷冻电镜进行传染病研究

传染病研究

冷冻电镜技术可在近天然状态下对生物大分子的 3D 结构进行多尺度的观察,有助于提高治疗方法的开发速度和效率。

使用冷冻电镜进行药物发现研究

药物发现

学习如何借助冷冻电镜,将合理的药物设计用于多种主要的药物靶点,进而开发出一流的药物。

植物生物学研究

植物生物学研究

基础的植物生物学研究借助冷冻电镜(Cryo-EM)能得到从蛋白(通过单颗粒分析)到其细胞环境(通过断层扫描)再到整体结构(通过大体积分析)的信息。

病理学研究

病理学研究

透射电镜(Transmission electron microscopy,TEM)适合在通过其他方法无法确定疾病的性质时使用。透射电镜作为纳米级的生物学成像技术,可以为某些疾病提供准确而可靠的病理学信息。

使用冷冻电镜进行癌症研究

癌症研究

在癌症研究中,由于固有的复杂性,潜在的蛋白水平治疗靶点在很大程度上仍未得到彻底研究。了解冷冻电子显微镜(Cryo-EM)如何用于癌症相关膜蛋白和大分子复合物的结构分析。

生命科学电镜相关技术

单颗粒分析

单颗粒分析(SPA)是一种冷冻电镜技术,可实现近原子分辨率的结构表征,揭示动态生物学过程以及生物分子复合物/组装体的结构。

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冷冻电子断层扫描

冷冻电子断层扫描(cryo-ET)既能够提供单个蛋白的结构信息,又能够提供它们在细胞内的空间排列信息。这使该方法成为一种真正独特的技术,在细胞生物学领域具有巨大的潜力。冷冻ET可以将光学显微镜和近原子分辨率技术(如单颗粒分析)结合在一起。

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MicroED

微电子衍射(MicroED)是一项令人振奋的新技术,可应用于小分子和蛋白质的结构测定。使用这种方法,即使在不均匀的混合物中,也可以从单个纳米晶体(<200 nm)中得到原子结构的细节信息。

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大体积分析

一种新型连续切面成像 (SBFI) 解决方案,兼具多能量解卷积扫描电子显微镜 (MED-SEM) 和原位切片功能。自动化和易于使用的功能使大体积样品实现了各向同性分辨率。

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整合结构生物学

要了解蛋白质功能,您需要单个蛋白质之外的复杂和结构信息。整合结构生物学将质谱分析法和冷冻电镜(Cryo-EM)结合起来用于大型动态复杂结构的确定。

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冷冻电镜样品制备

成功的蛋白质制备是任何成功的结构生物学技术的基础。对于冷冻电子显微术,在 EM 载网上冷冻样品之前,需要多种溶液以达到最高的样品质量。

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单颗粒分析

单颗粒分析(SPA)是一种冷冻电镜技术,可实现近原子分辨率的结构表征,揭示动态生物学过程以及生物分子复合物/组装体的结构。

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冷冻电子断层扫描

冷冻电子断层扫描(cryo-ET)既能够提供单个蛋白的结构信息,又能够提供它们在细胞内的空间排列信息。这使该方法成为一种真正独特的技术,在细胞生物学领域具有巨大的潜力。冷冻ET可以将光学显微镜和近原子分辨率技术(如单颗粒分析)结合在一起。

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MicroED

微电子衍射(MicroED)是一项令人振奋的新技术,可应用于小分子和蛋白质的结构测定。使用这种方法,即使在不均匀的混合物中,也可以从单个纳米晶体(<200 nm)中得到原子结构的细节信息。

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大体积分析

一种新型连续切面成像 (SBFI) 解决方案,兼具多能量解卷积扫描电子显微镜 (MED-SEM) 和原位切片功能。自动化和易于使用的功能使大体积样品实现了各向同性分辨率。

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整合结构生物学

要了解蛋白质功能,您需要单个蛋白质之外的复杂和结构信息。整合结构生物学将质谱分析法和冷冻电镜(Cryo-EM)结合起来用于大型动态复杂结构的确定。

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冷冻电镜样品制备

成功的蛋白质制备是任何成功的结构生物学技术的基础。对于冷冻电子显微术,在 EM 载网上冷冻样品之前,需要多种溶液以达到最高的样品质量。

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冷冻电镜相关样例


蛋白质结构分析

冷冻电镜(Cryo-EM)可提供近原子分辨率的蛋白3D结构。它可以确定复合物和难以结晶样品的结构信息,以及重要的细胞环境。

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生物制药研究

冷冻电镜(Cryo-EM)使基于结构的药物发现成为可能,该方法可为完全处于水合状态的小分子和蛋白生物制品提供近原子分辨率的详细结构信息。

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病毒结构研究

冷冻电镜(Cryo-EM)能够以近原子分辨率解析病毒颗粒和抗原-抗体界面的3D结构。病毒固有的结构对称性使其成为冷冻电镜分析的理想对象。

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生命科学电镜相关产品

仪器卡片原件样式表

Krios G4 Cryo-TEM

  • 改进的人体工程学
  • 可更轻松放进新建或现有的实验室
  • 极大提高生产率和自动化水平
  • 用于高分辨率 3D 重构的最佳成像质量

Glacios 冷冻 TEM

  • 可变的加速电压 80-200 kV
  • 用于冷冻样品操作的行业领先的自动加载器
  • 占地面积小
  • 增强易用性:

Tundra Cryo-TEM

  • 生物学相关分辨率下的结构信息
  • 空间利用率高且经济划算
  • 轻松的迭代样品优化
  • 用于精简数据收集的独特 AI 算法

Talos Arctica TEM

  • 提高数据采集速度
  • 基于自动样品处理和自动进样的高质量数据
  • 无人看管平台运行和自动数据采集
  • 通过远程诊断和预防性维护实现低拥有成本

Talos F200C TEM

  • 灵活的 EDS 分析可提供化学信息
  • 高对比度、高质量 TEM 和 STEM 成像
  • Ceta 16 Mixel CMOS 相机提供了宽视野和高读取速度

Talos L120C TEM

  • 更高稳定性
  • 4k × 4K Ceta CMOS 相机
  • 25 – 650 k 倍 TEM 放大范围
  • 灵活的 EDS 分析可提供化学信息

PRISMA E SEM

  • 入门级 SEM 具有出色的图像质量
  • 轻松、快速地加载和导航多个样品
  • 由于专用真空模式、兼容多种材料

Quattro ESEM

  • 超高通用性高分辨率 FEG SEM 、具有独特的环境能力( ESEM )
  • 在各种操作模式下均可通过同时进行 SE 和 BSE 成像观察所有样品的所有信息

Apreo 2 SEM

  • 高性能 SEM、适用于纳米或纳米以下的所有圆分辨率
  • 用于敏感电视率材料对比度的列内 T1 反向散射检测器
  • 长工作距离 (10 mm) 下性能出色

Verios 5 XHR SEM

  • 在 1 keV - 30 keV 全能量范围内可实现亚纳米分辨率的单色化 SEM
  • 可轻松访问低至 20 eV 的射束降落能量
  • 优良的稳定性、压电陶瓷样品台作为标准配置

VolumeScope 2 SEM

  • 大容量各向同性 3D 数据
  • 在高真空和低真空模式下均具有高衬度和高分辨率
  • 轻松在常规 SEM 使用和连续切面成像之间切换

Helios Hydra DualBeam

  • 4 个快速切换离子种类(Xe、Ar、O、N),用于对种类最丰富的材料进行优化 PFIB 处理
  • Ga-free TEM 样品制备
  • 极高分辨率 SEM 成像

Scios 2 DualBeam

  • 完全支持磁性及不导电样品
  • 高通量亚表面和 3D 表征
  • 先进的易用性和自动化功能

Aquilos 2 Cryo-FIB

  • 可自动生成多个薄片
  • 利用提取纳米操纵器锁定并提取感兴趣的结构
  • 用于高分辨率断层扫描的 3D 可视化

Vitrobot 系统

  • 全自动样品玻璃化
  • 滤纸夹吸装置
  • 半自动化载网转移
  • 高样品通量

Selectris 和 Selectris X 成像过滤器

  • 专用于高稳定性和原子分辨率成像
  • 操作简便
  • 与最新一代的Thermo Scientific Falcon 4i直接电子检测器相配。

Ceta-D 相机

  • 在任何高电压 (20–300 kV) 下均具有极佳性能
  • 兼容镜筒后过滤器和光谱仪
  • 用于动态研究的视频采集

Falcon 4i 直接电子检测相机

  • 高吞吐量,每小时可获得更多图像
  • 无与伦比的成像质量和高DQE
  • 用EER进行无损数据压缩

Tomography 5
软件

  • 自动化多位点批量断层扫描
  • 自动盒式映射
  • 可达到最佳电子剂量的剂量对称倾斜方案
  • 与 Selectris 成像过滤器完全集成

Maps 软件

  • 获得大面积的高分辨率图像
  • 轻松发现感兴趣区
  • 自动化图像采集过程
  • 关联不同来源的数据

Auto Slice 和 View 4.0 软件

  • DualBeam 自动连续切片
  • 多模式数据采集(SEM、EDS、EBSD)
  • 实时编辑功能
  • 基于边缘的剪切放置

Inspect 3D 软件

  • 用于交叉关联的图像处理工具和过滤器
  • 用于图像对齐的特征跟踪
  • 用于迭代投影比较的代数重建技术

Amira 软件
生命科学

  • 探索 2D-5D 生物成像数据
  • 识别和理解结构
  • 获取统计信息
  • 分享报告和精彩动画

EPU 2 软件

  • 用于单颗粒采集的显微镜内嵌式解决方案
  • 适用于高通量颗粒收集
  • 兼容胶片、CCD 相机和直接电子相机


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