在 200 kV 下可用的高性能冷冻电子显微镜

Thermo Scientific 的 Glacios 3冷冻透射电镜是用于 200 kV Cryo-EM 成像的先进平台,可扩展既有 Glacios 平台的能力与性能。该新系统引入光学创新,以提高工作效率并增强易用性。

 

Glacios 3冷冻透射电镜配备了 Thermo Scientific READY系统 —— 一套内置组件,可显著降低对基础设施的要求并简化安装流程。在过去十年中,赛默飞对电子显微镜安装地点进行的调查显示,这一集成防护系统本可在 80%–95% 的场所中免除对设施改造的需求。

 

凭借新的紧凑占地和集成的 Thermo Scientific READY System,Glacios 3冷冻电镜简化了安装与基础设施要求,使更多机构能够将 Cryo-EM 引入内部流程,并更早地整合到发现与开发管线中。


借助 READY System 更易于安装,让冷冻电镜可用于更多实验室空间

声学与温度

一项正在申请专利的外壳包括五层隔音与隔热结构,可显著降低与声音相关的干扰和温度波动。仪器现在允许在24小时内峰峰值温度变化最多为 2°C,且该稳定性可由标准 HVAC 系统维持。

电磁干扰

可选的内置电磁干扰(EMI)传感器,以及直接集成在仪器框架内的主动抑制系统,可缓解 EMI。

振动

可选地在系统底座中集成主动减振模块,以防护日常及突发扰动,例如新建工程造成的振动。

紧凑设计与更短的高度

所有 Glacios 3冷冻透射电镜配置均可安装在最小房间尺寸为 4.2 × 3.8 × 2.7 m(宽×长×高)的空间内,与先前的 Glacios 系统相比,占用空间减少了 22%。这使其与美国常见的标准天花板高度兼容。

更低成本、更快速的冷冻透射电镜安装

Glacios 3 冷冻透射电镜通过将更小的占地与用于集成保护的 READY系统结合,减少了潜在改造的需求。在多数场所需要的升级更少,安装成本更低,且时间表可能从一年或更久缩短到仅几个月。


关于 Thermo Scientific Glacios 3冷冻透射电镜的常见问题解答

  • 什么是 Glacios 3冷冻透射电镜,它支持哪些应用?
    ·  Thermo Scientific Glacios 3 冷冻透射电镜是一台高性能的 200 kV 透射电子显微镜(Cryo-TEM),专为结构生物学和药物发现中的高级冷冻电镜(Cryo-EM)工作流程设计。它支持多种高分辨率 Cryo-EM 技术,包括单颗粒分析、cryo-ET 和 microED。.

  • Glacios 3 冷冻透射电镜如何提供高分辨率 200 kV 的 Cryo-EM 性能?
    · Glacios 3 冷冻透射电镜集成了先进的电子光学、探测器和软件,能够在 200 kV 下支持高分辨率成像。实现该性能的关键技术与能力包括::
    • 低能量展宽的冷场发射枪(E-CFEG)
    • Thermo Scientific Falcon 4i 探测器
    • Thermo Scientific Selectris / Selectris X 能量滤波器
    • 用于缓解环境干扰的 READY System
    • 用于高通量数据采集的 AFIS/FFI

这些进展使研究人员能够以高通量和高可靠性执行高分辨率结构测定。

  • Glacios 3 Cryo-TEM 如何支持药物发现和基于结构的药物设计??
    冷冻电镜(Cryo-EM)已成为药物发现领域的重要工具,能够实现对蛋白质-配体相互作用、构象变化以及动态结合口袋的可视化分析。Glacios 3 Cryo-TEM 可支持抗体候选分子的筛选、基于结构的疫苗和 CAR-T 设计、基因编辑酶的发现与优化,以及病毒和脂质递送载体的全面颗粒表征等应用。Glacios 3 Cryo-TEM 在 200 kV 加速电压下兼具高分辨率成像、更高的样品处理通量和更优的易用性,可加速结构生物学研究,获得更深入的结构洞见,为生物学研究和治疗性药物开发提供有力支持。 

  • 为什么 Glacios 3 Cryo-TEM 比以往的 Glacios 仪器更易安装??
    · Glacios 3 冷冻透射电镜具有紧凑的占地设计,并配备了新的 Thermo Scientific READY System,该系统内置对声学噪声、温度变化、电磁干扰(EMI)和振动等环境扰动的缓解措施。这样可以在此前可能需要房间改造的实验环境中安装 Glacios 3冷冻透射电镜。所有系统配置可安装在最小尺寸为 4.2 x 3.8 x 2.7 m(宽 x 长 x 高)的房间内,兼容标准的美国天花板高度。. 

  • 什么是像差消除的图像偏移,它如何提高 cryo-EM 通量??
    像差消除图像偏移(AFIS)通过在箔孔间切换时移动电子束而不是移动样品台,从而加速 cryo-EM 的数据采集。在 Glacios 3冷冻透射电镜中,AFIS 得到进一步增强,在半径 12 µm 范围内实现定位精度优于 100 nm(定位误差 < 100 nm),并能更快地跨网格成像。这些改进提高了通量并减少每个样本所需的图像数量,从而缩短获得结果的时间。.

  • 无条纹成像(Fringe-Free Imaging,FFI)如何提高冷冻电镜的数据产出?
    · 无条纹(fringe-free)成像是一种光学模式,可减少样品受照区域周围的电子束诱导损伤。通过提高每个样本的数据产出,FFI 降低了为获得高分辨率蛋白重构所需的总体数据量,同时减少长期数据存储需求并提升实验效率。

  • E-CFEG 对 cryo-EM 有何益处??
    · Glacios 3冷冻透射电镜中的低能量展宽冷场发射枪(E-CFEG)提供稳定的高亮度电子束、良好相干性、更高图像对比度与分辨率,以及较低的能量展宽。这使得观察微小或低对比度的生物结构更为容易。E-CFEG 还具有更长的光源寿命,从而降低维护成本并将系统停机时间降到最低。

  • 由 AI 驱动的软件如何提升 Glacios 3冷冻透射电镜的生产力?
    · Glacios 3 冷冻透射电镜集成了由 AI 驱动的 Thermo Scientific 软件,以自动化并优化 cryo-EM 工作流程。这些软件既支持单颗粒分析(使用 Smart EPU Software),也支持冷冻电子断层成像(使用 Cryo-Tomo Software Suite),有助于简化网格筛选、数据采集与分析。该等软件工具能减少显微镜空闲时间,加速会话设置,并缩短获得结构学洞见的总体时间。

  • Glacios 3 Cryo-TEM 如何支持低温样品转移和 cryo-ET 工作流程?
    · 该系统可通过真空胶囊(Vacuum Capsule)(与配备 Autoloader 的 Thermo Scientific cryo-TEM 系统兼容,并将样品保持在封闭的储存容器中)以及与 Thermo Scientific TomoGrid Sample Carriers 的兼容性(可保持 cryo-FIB 制备的薄片的正确样品取向)来集成到连贯的 cryo-EM 工作流程中。该类工作流程集成改善了样品完整性、对准精度和整体实验成功率。

借助像差消除图像偏移实现高精度并提升通量

AFIS(aberration-free image shift)是 Thermo Scientific冷冻透射电镜的一种标准光学模式,可在不牺牲图像质量的情况下加速数据采集。传统上,样品台通过移动来将每个薄膜孔(foil 孔)与电子束对准,这会减慢成像速度;因为每次移动后样品台需要最多 30 秒才能稳定下来。使用 AFIS 时,电子束在薄膜孔之间移动,同时自动校正散光(astigmatism)和彗差(coma)。

 

在 Glacios 3冷冻透射电镜的进一步改进下,AFIS 现可提供增强的靶向精度,从而加速数据采集,并在整个载网上实现更高质量的成像。其结果是成像更快且更精确,每次实验为高分辨率重构所需的数据更少,从而降低数据存储需求。

自动束流居中提升目标区域的无条纹成像质量

菲涅尔晕轮会在冷冻电镜成像中产生伪影;无条纹成像(FFI)是一种光学模式,它在允许使用窄电子束的同时将这些伪影降到最低。这意味着每个载网上可采集到更多颗粒,从而在单颗粒分析中提高通量。在 cryo-ET 中,这使得每片薄层(lamella)可捕获更多区域,从而获得更好的细胞覆盖率。

 

Glacios 3冷冻透射电镜新增的用于 FFI 的自动束流中心例程,可确保电子束始终精确对准视野中心。这支持长期、目标区域内的数据采集,增加每张图像中可用信息的量。因此,为实现高分辨率重构所需的图像总数减少,降低了每次实验的数据采集量,也相应地减轻了长期存储需求。


采用新光学模型简化冷冻透射电镜设置

在 cryo-TEM 实验设置过程中,照明参数的配置需要对电子光学有深入的了解。冷冻透射电镜的双聚光(2‑condenser)透镜系统使平行束照明呈现离散的束径以及阶梯式通量变化,而这些通量随步骤呈非线性增加。即使是专家用户,通常也需要多次尝试才能优化系统配置,并且难以达到理想的通量。

 

Glacios 3冷冻透射电镜中的新光学模型消除了冷冻电镜实验设置中的试探与猜测。只需单击一次,它即可计算出沿光路所需的所有透镜电流,并将电子束设置为与所需通量相匹配的平行束。因此,设置过程现在更快更简便,尤其对经验较少的用户而言更为友好。

仅供研究使用。不得用于诊断程序。