布鲁克在ENC2015年会上发布了新一代GHz级NMR技术

　　新一代 GHz 级技术融合了当前的主流 NMR 方法和仪器技术革新，将应用重点聚焦于结构生物学、大分子复合物、膜蛋白和天然无序蛋白质 (IDP) 的研究。

　　加利佛尼亚阿西洛马，2015 年 4 月 20 日 — 布鲁克本周在第 56 届实验核磁共振会议 (www.enc-conference.org) 上推出新一代 GHz 级 NMR 技术，该技术融合了当前的主流方法和仪器技术革新，将为结构生物学、药物研发和大分子复合物研究领域的尖端科学研究和转化研究带来更多可能。

　　布鲁克公司独一无二的新一代千兆赫 (GHz) 级核磁共振 (NMR) 波谱仪技术旨在为分子生物学和细胞生物学领域的天然无序蛋白质 (IDP) 基础研究带来突破性进展。尤其是超高场 NMR 与其它实验方法和计算方法的结合，已被证明能够越来越多地实现天然无序蛋白质 (IDP) 重要功能方面的深入研究，包括整体结构、转化后修饰、动力学、多重相互作用、特异性结合配体、信号传导与调控作用、无膜细胞器的形成以及其它关键功能。由于我们对大多数 IDP 的分子功能都尚且没有深入的了解，该类蛋白质又被称为“暗蛋白质组”。下方为您提供了一个关于 IDP 的短视频链接。

　　新一代 GHz 级 NMR 技术融合了多项突破性的科学新技术、重要技术进展以及关键的用户导向 NMR 新方法开发成果，包括：

　　新型主动屏蔽 1 GHz NMR 磁体

　　新型高维度快速采集 NMR 方法

　　用于大分子蛋白质和 IDP 研究的 13C 和新型 15N 直接检测技术

　　具备多接收器采集功能的先进并行 NMR

　　用于 GHz 级间接实验的新型 3 mm TCI 低温探头

　　新型三轴梯度 5mm 低温探头

　　新型单层高 Ascend Aeon 900 MHz 磁体

　　新型 1 GHz 超快速 111 kHz MAS 固态 NMR 探头(请查看单独的新闻稿)

　　布鲁克公司的董事长兼首席执行官 Frank H. Laukien 博士表示：“IDP 研究是生物学领域和疾病机理研究领域最重要的前沿课题之一。我们非常高兴能够推出新一代 GHz 级 NMR 技术，该技术的主要应用目标是加速分子和细胞生物学家探索未知“暗蛋白质组”的进程，以期为医疗保健机构和患者带来更多福音。我们期待用于 IDP 研究的新一代 GHz 级 NMR 工具能够显著加快我们理解众多基础生物过程的步伐。此外，IDP 研究已经取得了许多重大进展，为我们在癌症生物学和阿兹海默病等神经退行性疾病研究领域取得突破带来了极大的希望。”

　　About Bruker Corporation

　　For over 50 years, Bruker has enabled scientists to make breakthrough discoveries and develop new applications that improve the quality of human life. Bruker’s high-performance scientific research instruments and high-value analytical solutions enable scientists to explore life and materials at molecular, cellular and microscopic levels. In close cooperation with our customers, Bruker is enabling innovation, productivity and customer success in life science molecular research, in applied and pharma applications, in microscopy, nano-analysis and industrial applications, as well as in cell biology, preclinical imaging, clinical research, microbiology and molecular diagnostics. For more information, please visit: www.bruker.com

　　For more information on Bruker at ENC 2015, please visit www.bruker.com/enc

　　For a short, educational video on IDPs, please go to: www.idpbynmr.eu/home/video.html

　　Media contact:

　　Dr. Thorsten Thiel

　　Director of Marketing Communications Bruker Corporation

　　T: +49 (721) 5161 – 6500

　　thorsten.thiel@bruker.comInvestor contact:

　　Joshua Young

　　Vice President, Investor Relations

　　Bruker Corporation

　　T: +1 (978) 667 – 9580, ext.

　　joshua.young@Bruker.com

　　科学与技术资料：用于 IDP 研究的新一代 GHz 级 NMR 技术( ENC 2015 年会上发布)

　　新型主动屏蔽 1 GHz NMR 磁体

　　1.主动屏蔽 Aeon 1 GHz NMR 磁体: 自 2009 年以来，配备第一代无屏蔽 23.5 特斯拉磁体的布鲁克 1 GHz NMR 系统一直在法国里昂的超高场核磁共振中心顺利运行，带来了非凡的科学成果。

　　布鲁克计划于 2015 年末和 2016 年上半年分别在德国拜罗伊特大学和加拿大多伦多大学交付全球首台配备主动屏蔽 AeonTM 1 GHz磁体的新一代 1 GHz NMR 系统。主动屏蔽能够将这两层高磁体的 5 高斯漏磁场所占的空间减少一个数量级以上，而且使得新一代AeonTM 1 GHz磁体的选址更为简单。

　　新型AeonTM 1 GHz磁体采用布鲁克能源和超导体技术 (BEST) 部门最新、最尖端的专利超导体技术开发而成。AeonTM 1 GHz还具有专利的新型完全集成主动制冷技术，完全不需要使用液氮，而且能够在正常运行期间将液氦的挥发基本降至零。带场情况下两年一次的脉冲管制冷器维护可将停机时间降至最低。截止 2016 年中旬，布鲁克计划达到每年 4-6台AeonTM 1 GHz磁体的生产能力。

　　2. TopSpin 3.5 包含新型高维度快速采集 NMR 方法： 近年来，NMR 研究界在 APSY(自动投影光谱)和采用非均匀采样 (NUS) 技术的快速 NMR 采集领域取得了许多突破性进展。这些技术以及其它的新型 NMR 方法、脉冲编程和数据分析技术进展结合 GHz 级 NMR 的灵敏度和光谱分散性，对于日益自动化的大分子球蛋白及其复合物的序列特异性骨架和侧链共振分配来说是至关重要的，它们采用的是由 nD (n >= 4) NMR 实验所确定的化学位移相关系数。由于大多数 IDP/IDR 本身的光谱分散性较低，分析 IDP 或者包含较长无序区域 (IDR) 的蛋白质时，诸如 NUS、投影光谱技术和 APSY 等快速高维度方法就显得尤为有用。

　　布鲁克最新的 NMR 软件版本 TopSpin 3.5 现在具备投影图谱功能(包括 APSY-NMR 和常规 NUS 采集)，还能自动执行采用快速采集技术的适用脉冲程序，并且能够以显著更少的采集次数执行多达 6 个维度的 NMR 实验。NUS 技术仅采集高维度实验数据点的一个子集，然后采用新型的数据构建方法最终提取出完整的化学位移信息集合。布鲁克推出的一项用于重建非均匀采样数据集的新技术是压缩感知 (CS) 技术。它为减少稀疏检测图谱的测量时间和改善其数据质量提供了一种通用方法。

　　这些最新的全面集成 NMR 技术充分利用了 GHz 级 NMR 的灵敏度优势，这得益于该技术极高的磁场强度以及新型的超低温探头技术(见下文)，在花费大量时间采用传统方法采集高维度数据集行不通的情况下，这些技术体现出了极大的优势。NMR方法、软件和 NMR 技术重大进步的融合促成了突破性的新一代 NMR 性能，为 IDP/IDR 领域的大规模功能性研究和疾病探索奠定了基础，该领域至今尚有许多有待我们探索的内容。

　　哥德堡大学瑞典 NMR 中心的 Vladislav Orekhov 教授说道：“新型信号采集与处理技术的理论和应用发展速度让我感到非常惊讶，它们极大地扩展了 NMR 谱图的维度和分辨率界限，让我们能够实现原子级分辨率的实时生物学过程研究。超高场 GHz 磁体与非均匀采样技术的结合大大提升了我们解决大分子蛋白质结构及天然无序蛋白质表征等棘手生物医学难题的能力。毫无疑问，我们正在见证这一领域迄今为止最大的技术突破!”

　　3.用于大分子蛋白质和 IDP 研究的 13C 和新型 15N 直接检测技术：

　　近年来，由于在金属蛋白和 IDP 分析方面具有显著优势，加之能够为主流间接 1H-检测 NMR 实验提供结构生物学补充信息，同位素标记蛋白的 13C 直接检测技术逐渐成为了高场 NMR 分析的重要工具。新一代 5mm TXO 和 最高到1GHz的5mm TCI 超低温探头均采用了 15N 前置放大器，结合最近问世的新型 15N 直接检测 NMR 技术和最新 GHz 级磁体，利用15N图谱驰豫时间更长、高分辨率且低化学位移各向异性的特点IDP 的直接 15N 检测优势更加明显。

　　此外，当碳检测方法遇到邻近碳原子多重耦合的问题时，或者在研究富脯氨酸蛋白质领域时，15N 检测技术的优势也非常明显。15N 检测技术可大显身手的另一领域是顺磁性金属蛋白的研究，在此类研究中， 1H 甚至 13C因磁化导致谱峰加宽到无法检测。这些检测 15N 的实验主要依赖于配备低温 15N 前置放大器的新型 5mm TXO 或 TCI 超低温探头所提供的高灵敏度，研究结果表明，质子频率为 1 GHz 左右时，可达到最高的 15N-TROSY 实验灵敏度。

　　15N 直接检测研究的先驱，哈佛医学院的 Gerhard Wagner 教授说道：“15N 和 13C 检测方法近年来不断发展，现在已经具有几乎与 1H 检测技术相当的灵敏度，这得益于其缓慢的横向弛豫时间。这为我们研究常见于磷酸化结构域等调控区域的富脯氨酸多肽带来了更多可能。但是，此类区域的图谱分散性通常较差，要想揭示磷酸化依赖型切换机制的机理，我们需要施加最高的磁场强度。在磷酸化依赖型信号切换机制研究中应用 GHz 级 NMR 仪器的重要性是显而易见的。”

　　4.具备多接收器采集功能的并行 NMR：布鲁克的 AVANCE III HD 平台独特的多接收器技术可实现先进且有效的极化共享功能以及 NMR 图谱的并行采集，可同时检测来自多种核素(例如 1H、2D、13C、15N、19F 和 31P)的信号。多接收器实验还可与投影重建技术等快速采集方案相结合，仅通过单次 NMR 测量，就能获得远比传统单一接收器技术更加丰富的信息。采用多接收器采集技术的并行 NMR 方法还非常适用于药物开发和发现过程中小分子物质的结构验证或结构解析，以及球蛋白或 IDP 的高维度实验。

　　哥廷根大学神经退行性疾病德国研究中心的研究小组负责人 Markus Zweckstetter 教授说道：“我们很高兴有机会使用新一代 GHz NMR 技术对高医疗相关性的天然无序蛋白质 (IDP) 实施 5-7 个维度的 NMR 实验，以及对类天然环境中的膜蛋白或具有诊断和治疗配体的 IDP 络合物实施固态 NMR 实验。让我们尤其感到兴奋的是能够利用配备新一代超低温探头且具备并行 NMR 功能的 GHz 级 NMR 波谱仪进一步提高 IDP 6 维实验的分辨率，使其与传统高场 NMR 波谱仪相比，分辨率显著提升。我们确信 IDP 功能相关信息内容的这一阶跃变化将有助于科学界揭示 IDP 的“暗蛋白质组”，并为我们提供重要生物学过程和疾病发展过程，尤其是癌症和神经退行性疾病领域的全新见解。”

　　5.用于 GHz 级间接实验的 3 mm TCI 低温探头：当样品体积有限且样品盐浓度在生理学范围内时，此款全新设计的更小直径 NMR 超低温探头对高场 GHz 生物分子应用很有优势。与 5 mm 超低温探头相比，全新的 3 mm 设计使探头在相同的射频功率下提供更短的射频 (RF) 脉冲，这对在 GHz 级高场进行的 IDP 动力学实验非常有利。

　　哥德堡大学瑞典 NMR 中心的主任 Göran Karlsson 教授是布鲁克开发 3 mm 超低温探头的重要合作者。他评论道：“新型 3 mm TCI 超低温探头在我们的 800 MHz 仪器上的性能非常出色。我们在结构生物学研究中应用 3 mm 样品已有一段时间了，利用新型 800 MHz 3 mm 低温探头，我们能够获得显著提高的信噪比。在代谢组学应用中，我们既获得了更高的信噪比，又减少了样品体积。对于生命科学研究领域的许多应用来说，3 mm 超低温探头都是一项技术飞跃。我们正在计划为我们的 900 MHz 波谱仪也配备 3 mm 超低温探头。”

　　6.三轴梯度 5 mm 超低温探头：最新的 5 mm TCI 超低温探头现可选配主动屏蔽、三轴脉冲梯度线圈。三轴梯度通过相干梯度选择可更快地优化脉冲序列。此外，残留水信号通常也减少为单轴梯度探头的 1/2 到 1/3。除定域波谱外，还可使用近期发布的 SMART NMR 等快速方法。

　　加拿大多伦多大学的 Lewis Kay 教授是布鲁克开发 三轴梯度超低温探头的重要合作者。Kay 博士解释：“我们迫切地期待将三轴梯度超低温探头应用于我们的 600 MHz、800 MHz 和 1 GHz 波谱仪上。通过将 Z 轴相干转移选择梯度替换到 X 或 Y 轴上可显著提高对水信号的抑制，该功能可使脉冲序列的优化更为轻松。水信号的抑制增强意味着显著降低的噪音(尤其是水线附近)和更好的基线，进而获得更高品质的数据集以及相应的改进信噪比。”

　　7.新型单层高 Ascend Aeon 900 MHz 磁体：布鲁克在 ENC 2015 年会上发布了全球首款用于高分辨蛋白质 NMR 分析的紧凑型单层高 900 MHz NMR 磁体，该磁体集成了先进的制冷技术，不再需要重新填充制冷剂。之前的 900 MHz 磁体需要在两层高的实验室工作，这限制了超高场 NMR 的广泛应用(专业的 NMR 实验室除外)。

　　Paul Rösch 教授是德国拜罗伊特大学生物大分子研究中心的主任，该研究中心近期安装了全球首款用于高分辨 NMR 的 Ascend Aeon 900 磁体。Rösch 博士说道：“我们的新型 Ascend Aeon 900 磁体能够进行长期的零氦消耗运行，并且不需要用户维护。此款全新的紧凑型超高场磁体降低了磁体高度和漏磁场水平，最大限度适应实验室场地并降低了实验室的空间成本。我们认为这两个因素是进一步扩大生物学以及临床研究领域中超高场 NMR 应用的主要条件。我们对新型 Ascend Aeon 900 磁体的稳定性和性能非常满意。”

　　拜罗伊特大学也将安装全球首款 1 GHz 屏蔽磁体，目前计划将于 2015 年第四季度进行安装。

　　8. 新型 1 GHz 超快速 111 kHz MAS 固态 NMR 探头：请查看单独的新闻稿