47b9 - 应用/技术/产品/媒体库/联系我们
电子显微镜

病毒的冷冻电子显微镜检查

使用冷冻电镜技术进行病毒研究,可提供抗体抗原相互作用的高分辨率数据。


病毒是一种高效传递遗传物质的微型机器。这些传染性病原体的形状、大小各不相同,直径大多在十到几百纳米之间。针对不同的病原体大小,电子显微镜等分析技术可为诊断、治疗和疫苗开发提供宝贵的信息。

例如,透射电子显微镜技术通常用于在诊断环境下快速检测和识别病毒。电子显微镜是病毒学研究的前沿技术,除用于病毒诊断外,还可用于病毒结构和发病机制的研究,其中冷冻电镜(cryo-EM)可达近原子级分辨率。

冷冻电镜在病毒学研究中的强大之处

使用冷冻电子显微镜技术进行成像不需要常规的负染色或化学固定步骤,因为样品是在天然状态下快速冷冻。冷冻电镜技术包括多项能够对病毒结构、病毒蛋白和病毒-抗体免疫复合物进行 3D 成像的技术。其中, 单颗粒分析技术 能够确定冠状病毒"刺突"蛋白等大分子复合物的高分辨率结构。被称为 冷冻电子断层扫描 的冷冻电子断层扫描技术可在更广泛的细胞环境下提供结构信息,例如细菌内的病毒组装。

准备迎击下一个重大病毒

毋容置疑,病毒将持续演变,并可能为我们的世界带来毁灭性影响。要将病毒的影响降至最低,需要洞悉病毒的特性和结构,制定治疗和预防措施。 

冷冻电镜在病毒形态学研究上的应用已有 20 多年的历史,已成功解析了寨卡病毒(Zika)、埃博拉病毒(Ebola)、人类免疫缺陷病毒(HIV)和冠状病毒等的结构。冷冻电镜技术能提供近原子级分辨率的信息,这些信息对于更好地了解抗体-抗原相互作用背后的分子机制来说至关重要。实际上,冷冻电镜技术解析的结构越来越多地用于蛋白表位作图,以确定特异性结合位点。这些迭代研究有助于了解抗体突变,从而更快地发现和开发特异性和效果更强的疫苗或抗病毒治疗方法。

使用透射电镜技术进行成像的 SARS-CoV-2 病毒颗粒
透射电镜上 SARS-CoV-2 病毒颗粒成像图。注意观察刺突蛋白,就是那些每个病毒颗粒表面明显的尖峰状突起。图像由美国马里兰州Fort Detrick的 NIAID 综合研究机构(IRF)采集并进行彩色渲染。

研究专栏

采用冷冻电镜技术在原子尺度上研究冠状病毒

随着全球共同对抗 COVID-19 疾病大流行,研究人员已使用电子显微镜技术(尤其是冷冻电镜)加深了我们对 SARS-CoV-2 病毒的了解。2020 年 1 月,作为北京中国疾病控制中心一部分的国家病毒性疾病控制和预防研究所 (NIVDC) 首次使用 Thermo Scientific 120kV 透射电镜直接对人类细胞中的新型冠状病毒进行了成像。2 月,冷冻电镜研究人员使用 Thermo Scientific Krios cryo-TEM 确定了 SARS-CoV-2 刺突蛋白的结构及其感染过程中的细胞受体。研究人员已经公布了他们使用冷冻电镜技术解析的病毒结构。通过快速解析冠状病毒刺突蛋白的结构,研究人员根据这些结果开发了疫苗,该疫苗在 2020 年 3 月进入 1 期临床试验。此后,全球越来越多的研究小组使用冷冻电镜技术来深入理解 SARS-CoV-2,协助开发疫苗、抗病毒药物和中和性抗体。

观看我们的网络讲座,了解有关冷冻电镜技术在冠状病毒研究的更多作用 >>

了解有关赛默飞世尔科技协助抗击新型冠状病毒的更多信息 >>

 

以下是在其它病毒学研究中成功应用冷冻电镜技术的示例,这些示例凸显了该技术可为研究人员提供更多信息。

成熟寨卡病毒的 cryo-EM 结构
成熟寨卡病毒的 cryo-EM 结构,分辨率为 3.1 Å。三种包膜糖蛋白的颜色分别以黄色、蓝色和红色显示。(图片由普渡大学的 Madhumati Sevvana 友情提供)

冷冻电镜在寨卡病毒研究领域的应用

寨卡病毒最初通过蚊子或壁虱进行传播,因为可通过母婴传播导致了一系列新生儿发育和神经缺陷,引起人们的广泛关注。 普渡大学的研究人员采用冷冻电镜技术以 3.1 Å 的分辨率解析了整个病毒颗粒的结构;该结果意义重大,因为该家族中的病毒在较低分辨率下看起来完全相同。 这些研究结果促进了两种潜在疫苗的开发,目前已处于人体试验阶段。

了解有关冷冻电镜技术推动寨卡病毒研究的更多信息 >>

采用冷冻电镜技术捕获的埃博拉病毒核衣壳蛋白的组装体 3D 结构渲染图
日本冲绳科学技术研究所 (OIST) 的研究人员采用冷冻电镜技术捕获的病毒核衣壳蛋白的组装体 3D 结构渲染图。RNA 和 NP 分别以红色和灰色显示。单个 NP 分子以蓝色突出显示。鸣谢:OIST 的 Yukihiko Sugita。

冷冻电镜在埃博拉病毒研究中的应用

埃博拉病毒极具传染性并通常是致命的,该病毒的爆发将导致灾难性的后果。尽管该病毒非常危险,但是到目前仍未开发出针对这种疾病的有效治疗方法。 鉴于该病毒研究的固有危险性,研究人员将研究重心放在病毒的组分上,这有望加快治疗方法和疫苗的开发速度。例如,日本冲绳科学技术研究所(OIST)的研究人员以近原子分辨率确定了核衣壳蛋白组装体的结构(其中包含病毒遗传物质)。了解埃博拉病毒的这一组分将有助于研究人员更准确地发现这种致命性疾病的机制和传播。

了解有关冷冻电镜技术推动埃博拉病毒研究的更多作用>>

HIV 核蛋白复合物与临床前化合物的复合体
HIV 核蛋白复合物与临床前化合物的复合体。(图片由 Salk研究所的 D.Lyumkis 友情提供)

冷冻电镜在HIV病毒研究中的应用

作为逆转录病毒,HIV 将其遗传物质的一个副本引入到宿主 DNA 中,劫持细胞的机制来制造更多的自身副本。研究主要集中在阻止病毒与宿主细胞发生初始结合以及将其遗传物质整合到宿主 DNA 上。哈佛医学院的研究人员利用冷冻电镜技术解析了融合蛋白复合物的结构,据悉这种复合物可引发病毒与宿主细胞的结合。 通过充分认识这一结构,可针对抑制该复合物的结合机理开发有效的治疗方法。

阅读我们的博文,了解有关冷冻电镜技术推动HIV 研究的更多信息 >>


病毒研究示例:使用 60°C 热净化解决方案加速您的病原体研究

Thermo Scientific Krios G4 冷冻透射电子显微镜(冷冻透射电镜)为您的实验室提供全新的 60°C 热净化功能。该附件可在更高生物安全级别的封闭设施(例如 BSL3)中进行病原体研究和综合仪器服务,让您可以帮助世界变得更清洁、更安全和更健康。

了解有关生物安全级别实验室中冷冻电镜的更多信息


传染病研究相关媒体资料库

Bacteriophage attached to cell wall; structure generated with virus EM (cryo electron tomography).
通过冷冻断层扫描(子断层扫描图平均化)得到附着在沙门氏菌细胞壁上的噬菌体结构。29.0 Å 分辨率。EMDB ID:9010。由 3DBIONOTES 生成的图像。
Zika virus and antigen-antibody site generated with virus EM (3D single particle analysis).
寨卡病毒和抗原抗体靶点的 3D 单颗粒分析重构。图片由普渡大学的 Sirohi 等人友情提供
Human adenovirus 2 generated with virus EM (single particle analysis).
根据单颗粒分析数据生成的人 2 型腺病毒结构。1.86 Å 分辨率。PDBe ID:6E9D。由 LiteMol 生成的图像。
HIV nucleoprotein complex bound with preclinical compound, visualized with cryo EM.
HIV 核蛋白复合物与临床前化合物的复合物。(图片由 Salk 研究所的 D.Lyumkis 友情提供)
Zika virus structure produced with cryo-EM.
成熟寨卡病毒的 cryo-EM 结构,分辨率为 3.1 Å。三种包膜糖蛋白的颜色分别以黄色、蓝色和红色显示。(图片由普渡大学的 Madhumati Sevvana 友情提供)
Ebola virus nucleocapsid like assembly structure produced with cryo-EM.
日本冲绳科学技术研究所 (OIST) 的研究人员采用冷冻电镜技术捕获的病毒核衣壳样组装体的 3D 结构渲染图。RNA 和 NP 分别以红色和灰色显示。单个 NP 分子以蓝色突出显示。鸣谢:OIST 的 Yukihiko Sugita。

拉霍亚免疫学研究所的 Erica Ollmann Saphire 教授讨论了冷冻电镜如何成为了解从埃博拉病毒到 SARS-CoV-2 的一系列病毒结构的赢家,从而为药物和疫苗开发提供见解。

Jason McLellan 教授与美国国家卫生研究院的合作者一起回答有关刺突蛋白结构、冷冻电镜和疫苗试验方面的问题。视频拍摄于 2020 年 3 月,由德克萨斯大学奥斯汀分校友情提供。

冷冻电子显微镜技术(cryo-EM)正帮助研究人员确定冠状病毒刺突蛋白的结构——帮助开发预防病毒感染的策略。


使用高分辨率成像观察 SARS CoV-2 内部

注册并观看在我们的 Reveal 2021 活动中由宾夕法尼亚州立结构肿瘤学中心的 Deborah Kelly 博士主讲的网络讲座回放。

现在注册

基于 SARS-CoV-2 结构的抗病毒药物设计

注册观看我们录制的网络讲座,主题:冷冻电镜解析 RNA 复制/转录和受体识别等关键分子过程的结构基础的最新研究进展;主讲人:上海科技大学王权博士、西湖大学鄢仁鸿博士。

现在注册

使用冷冻电镜技术进行病毒学研究和疫苗设计

注册观看我们录制的网络讲座,主题:冷冻电镜技术在抗击病毒(包括近期爆发的 COVID-19)中的应用;主讲人:赛默飞世尔科技 Jeff Lengyel 博士。基于冷冻电镜技术的蛋白结构研究成果已应用于病毒学研究和疫苗设计。

现在注册

使用冷冻电镜技术设计新一代 HIV 疗法

注册观看我们录制的网络讲座,主题:如何抑制 HIV 将其基因组整合到宿主 DNA 中以及如何使用冷冻电镜技术进行基于结构的药物设计研究,帮助抗击全球 HIV 流行;主讲人:Dmitry Lyumkis 教授,索尔克生物研究所 。

现在注册

Cryo-EM for virology and vaccine design

Register to watch our recorded webinar from Dr. Jeff Lengyel, Thermo Fisher Scientific, on how cryo-electron microscopy has been used against viruses even the recent COVID-19 outbreak. Cryo-EM protein structure-based research has led to applications in virology and vaccine design.

Register now

Using cryo-EM for designing next-gen therapeutics against HIV

Register to watch our recorded webinar from Prof. Dmitry Lyumkis, Salk Institute for Biological Studies, on how HIV’s ability to integrate its genome into host DNA is vulnerable to inhibition and how cryo-EM studies for structure-based drug design can help combat global HIV epidemic.

Register now

Bacteriophage attached to cell wall; structure generated with virus EM (cryo electron tomography).
通过冷冻断层扫描(子断层扫描图平均化)得到附着在沙门氏菌细胞壁上的噬菌体结构。29.0 Å 分辨率。EMDB ID:9010。由 3DBIONOTES 生成的图像。
Zika virus and antigen-antibody site generated with virus EM (3D single particle analysis).
寨卡病毒和抗原抗体靶点的 3D 单颗粒分析重构。图片由普渡大学的 Sirohi 等人友情提供
Human adenovirus 2 generated with virus EM (single particle analysis).
根据单颗粒分析数据生成的人 2 型腺病毒结构。1.86 Å 分辨率。PDBe ID:6E9D。由 LiteMol 生成的图像。
HIV nucleoprotein complex bound with preclinical compound, visualized with cryo EM.
HIV 核蛋白复合物与临床前化合物的复合物。(图片由 Salk 研究所的 D.Lyumkis 友情提供)
Zika virus structure produced with cryo-EM.
成熟寨卡病毒的 cryo-EM 结构,分辨率为 3.1 Å。三种包膜糖蛋白的颜色分别以黄色、蓝色和红色显示。(图片由普渡大学的 Madhumati Sevvana 友情提供)
Ebola virus nucleocapsid like assembly structure produced with cryo-EM.
日本冲绳科学技术研究所 (OIST) 的研究人员采用冷冻电镜技术捕获的病毒核衣壳样组装体的 3D 结构渲染图。RNA 和 NP 分别以红色和灰色显示。单个 NP 分子以蓝色突出显示。鸣谢:OIST 的 Yukihiko Sugita。

拉霍亚免疫学研究所的 Erica Ollmann Saphire 教授讨论了冷冻电镜如何成为了解从埃博拉病毒到 SARS-CoV-2 的一系列病毒结构的赢家,从而为药物和疫苗开发提供见解。

Jason McLellan 教授与美国国家卫生研究院的合作者一起回答有关刺突蛋白结构、冷冻电镜和疫苗试验方面的问题。视频拍摄于 2020 年 3 月,由德克萨斯大学奥斯汀分校友情提供。

冷冻电子显微镜技术(cryo-EM)正帮助研究人员确定冠状病毒刺突蛋白的结构——帮助开发预防病毒感染的策略。


使用高分辨率成像观察 SARS CoV-2 内部

注册并观看在我们的 Reveal 2021 活动中由宾夕法尼亚州立结构肿瘤学中心的 Deborah Kelly 博士主讲的网络讲座回放。

现在注册

基于 SARS-CoV-2 结构的抗病毒药物设计

注册观看我们录制的网络讲座,主题:冷冻电镜解析 RNA 复制/转录和受体识别等关键分子过程的结构基础的最新研究进展;主讲人:上海科技大学王权博士、西湖大学鄢仁鸿博士。

现在注册

使用冷冻电镜技术进行病毒学研究和疫苗设计

注册观看我们录制的网络讲座,主题:冷冻电镜技术在抗击病毒(包括近期爆发的 COVID-19)中的应用;主讲人:赛默飞世尔科技 Jeff Lengyel 博士。基于冷冻电镜技术的蛋白结构研究成果已应用于病毒学研究和疫苗设计。

现在注册

使用冷冻电镜技术设计新一代 HIV 疗法

注册观看我们录制的网络讲座,主题:如何抑制 HIV 将其基因组整合到宿主 DNA 中以及如何使用冷冻电镜技术进行基于结构的药物设计研究,帮助抗击全球 HIV 流行;主讲人:Dmitry Lyumkis 教授,索尔克生物研究所 。

现在注册

Cryo-EM for virology and vaccine design

Register to watch our recorded webinar from Dr. Jeff Lengyel, Thermo Fisher Scientific, on how cryo-electron microscopy has been used against viruses even the recent COVID-19 outbreak. Cryo-EM protein structure-based research has led to applications in virology and vaccine design.

Register now

Using cryo-EM for designing next-gen therapeutics against HIV

Register to watch our recorded webinar from Prof. Dmitry Lyumkis, Salk Institute for Biological Studies, on how HIV’s ability to integrate its genome into host DNA is vulnerable to inhibition and how cryo-EM studies for structure-based drug design can help combat global HIV epidemic.

Register now

电子显微镜

冷冻电镜用于病毒研究

使用冷冻电镜(cryo-EM)研究病毒,可提供抗体抗原相互作用的高分辨率图像。

 

病毒结构研究电镜相关应用

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。

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。

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。


病毒结构研究相关电镜技术

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。

了解更多 ›

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。

了解更多 ›

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。

了解更多 ›

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。

了解更多 ›

病毒结构研究相关产品

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

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

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

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

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

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

联系我们

需要了解更多使用冷冻电镜进行病毒分析的相关资料? 请填写下面的表格,我们会尽快与您联系!

Style Sheet for Komodo Tabs
用于将 H3 更改为具有 em-h3-header 类 p 的样式表
用于将应用程序 H3 更改为具有 em-h3-header 类 p 的样式表

用于生命科学的
电子显微镜服务

为实现理想的系统性能,我们为您提供了由现场服务专家、技术支持部门和认证备件组成的全球网络支持。

支持和服务页脚样式表
字体样式表
卡片样式表