冷冻空气摇床

摇床是很多实验室必备设备之一，常见于化学合成、细胞培养和微生物学等应用中。对于实验室研究人员来说，了解购买实验室摇床时的注意事项至关重要，那么，哪些关键因素需要考虑呢？实验室摇床的应用或混匀方式是什么？ 购买实验室摇床时首先要考虑的因素是它的应用类型。选择一款能为实际应用提供适当振荡和混合程度的摇床至关重要。圆周式摇床，例如：脱色摇床提供温和的圆周运动模式，适合哺乳动物细胞等生物样品。对于需要较高速度混合小体积样品，通常使用高速圆周摇床或微孔板摇床，这种摇床速度较快、圆周直径较小（3-4mm）。而对于需要混合较大体积样品时，速度较慢、圆周直径较大（20-50mm）的大负载圆周式摇床更为理想。往复式摇床搭配分液漏斗平台，是使用分液漏斗混合分离样品的理想选择。还可根据实验需求选择相关附件搭配摇床使用，如锥形瓶夹、试管架等。 2D摇摆摇床提供温和的2D摇摆运动模式，常用于生物和生化领域，如细胞培养和蛋白质纯化等。 3D波动摇床提供平滑、样品不易起泡的三维波动模式，适用于混合血液样本、印迹技术、凝胶染色、去渍以及杂交等领域应用。 培养摇床、冷冻恒温培养摇床 通常用于在37℃下培养细菌，或在16℃下进行蛋白质研究。 样品混匀使用何种容器和批次数量是多少 ？ 第二个要考虑的因素是摇床的容量或一次可混匀的样品总数。研究人员在决定购买时需要考虑实验工作批量，是否需要小批量或大批量或提升批量。摇床占地面积和平台尺寸越大，可容纳的样品数量越多重量就越大。重要的是要根据常见的烧瓶尺寸（如50mL、250mL、500mL、1L或2L）选择平台容量。奥豪斯大负载摇床是大容量样品振荡的理想选择，共有8种型号，最大载重量从16公斤到68公斤不等。您需要温度控制吗？第三个要考虑的因素是混匀样品时的温度控制能力。大多数摇床都是"开放"型，样品暴露在室温下，而培养型摇床可以提供高于或低于室温的精确温度控制。常见的温度是 37 º C，但根据样品类型或实验方案的不同，培养环境的温度可能需要低于环境温度。对于需要恒温的样品，要选择在整个培养室内提供均匀温度的培养摇床。当对温度精确性有需求时，奥豪斯大负载圆周式培养摇床是非常值得的选择。通过强制空气或循环空气系统和温度校准功能，以此实现温度均匀性和精确性，适用于敏感应用。您需要在二氧化碳环境中使用摇床吗？ 第四个要考虑的因素是摇床的耐用性和可靠性。实验室摇床是一项重大投资，因此必须选择信誉良好、生产的实验室设备性能优异的制造商生产的摇床。选用高质量材料制成的摇床能经受实验室使用的严格考验。所有奥豪斯开放式摇床都能经受冷藏室和相对湿度为80%，非冷凝的培养箱的考验。对于更极端的条件，如在相对湿度为 100% 的 CO₂ 培养箱中，奥豪斯极端环境摇床是首选型号。在如此极端的环境条件下，该极端环境摇床的独特结构可提供出色的速度控制、高精确性和强耐用性。安全性和便捷性重要吗？ 第五个因素是摇床的安全性能和使用方便程度。奥豪斯摇床配备了过载保护、不平衡检测、声光报警和微处理器控制等安全功能。过载保护通过限制摇床的负载能力来防止设备故障或损坏。如果摇床运行不正常，需要调整或维修，不平衡检测功能会向用户发出警报。通过视听警报提示用户注意潜在的安全问题，如负载异常。最后，通过微处理器调节速度和振动强度，防止意外发生。有了这些安全功能，实验室摇床在科学研究中将是一款可靠的工具。实验室摇床的界面应该直观，并配备清晰明了的控制按钮和操作说明。此外，由于实验室摇床在研究环境中使用频繁，它们应易于清洁和维护。总之，选择合适的实验室摇床对实验室研究的成功至关重要。实验室研究人员应从应用类型、容器和容量、温度控制、二氧化碳环境以及易用性等多方面进行综合考量，并最终选择到符合实验需求并能产出可靠结果的摇床。摇一摇 特色实验室摇床摇床选择指南如何找到适合您应用的摇床！摇床选择基础知识市场上有太多的实验室摇床，要选择一款适合您工作流程的摇床可能会让您无从下手，但我们可以提供帮助！

新型 Thermo Scientific MaxQ HP 数显轨道式摇床可提供 24/7 的精准性能2012 年2 月3 日，中国上海 &ndash 科学服务领域的世界领导者赛默飞世尔科技(以下简称：赛默飞)有限公司，日前推出了Thermo Scientific MaxQ 高性能 (HP) 数显轨道式摇床。该设备型号包括户外和台式培养型摇床及培养或冷冻板型摇床，MaxQ HP 摇床的振幅很适合在敏感培养应用。固件震荡速度范围为 25 至 525 rpm，可为细菌提供&ldquo 强有力的震荡&rdquo ，而无刷直流电机的应用可使设备免于维护，实现长时间连续运行。MaxQ HP 摇床易于进行运行设置，且该设备还具备一项功能，能够限制对主要功能系统进行未经许可或不慎的更改。MaxQ HP 空气浴和台式摇床的操作平台有多种尺寸，因而只需改变操作平台就能增加样品容量。台式培养摇床包括有同类产品中领先的+/-0.3º C 的温度均匀性，可实现最佳生长 ，而宽敞的操作室可容纳6个2L的锥形瓶。MaxQ HP 培养摇床和冷冻板摇床都配有 HEPA 过滤器，能提供最大限度的保护，防止污染，气流系统可使温度均匀性达到 +/-0.2 º C ，实现理想培养条件，符合人体工程学的设计可方便使操作人员操作设备内部。温度可选范围广，几乎可以满足任何要求，培养摇床内部温度为5 º C 至80 º C，冷冻摇床的内部温度为4&ndash 60 º C。背光显示屏使 MaxQ HP 数显轨道式摇床具备了多项功能，可同步显示温度、速度及时间的运行值和设置值，还可在设置运行状态时减少误差。设计先进的平衡机械和耐用的部件能够消除摇床在震荡过程中所产生的振动，保障其使用寿命。实时报警提示（包括温度传感器故障和电力中断），加强了操作人员控制设备操作的信心。新型 MaxQ HP 摇床免维护，具备高端性能，是为严苛的分子生物学应用而设计的，该设备现已作为摇床产品中的最佳型号增加到了赛默飞的产品手册中。获取更多有关新型Thermo Scientific MaxQ HP 数显轨道式摇床系列产品的信息，请登录www.thermo.com.cn/shaker。 关于赛默飞世尔科技赛默飞世尔科技（纽约证交所代码： TMO）是科学服务领域的世界领导者。我们致力于帮助我们的客户使世界更健康、更清洁、更安全。公司年销售额接近 110 亿美元，拥有员工约37000人。主要客户类型包括：医药和生物技术公司、医院和临床诊断实验室、大学、科研院所和政府机构，以及环境与工业过程控制行业。借助于Thermo Scientific 和 Fisher Scientific 两个首要品牌，我们将持续技术创新与最便捷的采购方案相结合，为我们的客户、股东和员工创造价值。我们的产品和服务有助于加速科学探索的步伐，帮助客户解决在分析领域所遇到的各种挑战，无论是复杂的研究项目还是常规检测或工业现场应用。 欲了解更多信息，请浏览公司网站：www.thermofisher.cn

7月4日，清华大学-北京大学生命科学联合中心青山湖平台挂牌暨2022年暑期学校启动及水木未来冷冻电镜项目投用仪式在青山湖科技城举行。清华大学校长助理、清华大学-北京大学生命科学联合中心主任王宏伟，西湖大学校长助理王廷亮，北京大学生命科学学院副院长、教授高宁，清华大学生命科学学院副院长欧光朔，杭州城西科创大走廊党工委委员、管委会副主任施黄凯，临安区领导杨泽伟、陈立群、蔡萌、裘凯，以及临安区有关部门、清华大学、北京大学、浙江大学等高校师生参加活动。活动现场青山湖科技城是浙江建设科技强省和创新型省份的重大工程，也是杭州城西科创大走廊的重要一极。自成立之初起，青山湖科技城就高度重视科技创新，集聚了36家科研院所，拥有众多共享仪器设备和研发平台；近年来，更是聚焦高端装备制造、未来微电子、新材料等领域，打造成为城西科创大走廊“硬科技”创新策源地。水木未来冷冻电镜项目投用仪式在杭州市临安区政府推动下，水木未来“全球冷冻电镜与人工智能药物创新中心”设立于青山湖科技城，旨在建立全球最大的冷冻电镜平台和生物大分子高精度结构数据库，面向全球科研机构和创新药企提供服务和创新疗法共同开发；与清华大学和国内外顶级科研机构合作，提升基础科研水平，整合基础研究、技术开发和成果转化，打造全球化结构与AI药物创新发现基地。水木未来源自清华，是一家基于冷冻电镜和AI的精准创新药和疗法研发企业，拥有亚太区第一个商业化冷冻电镜服务平台，在小分子、抗体药、RNA药物、蛋白降解、基因治疗等领域，助力全球创新药企药物研发。经过一年的紧张筹备，水木未来“全球冷冻电镜与人工智能药物创新中心”在青山湖科技城投用。参观水木未来冷冻电镜实验室目前，6台300kV高配电镜已就位，结合自主研发的AI驱动的新一代电镜结构解析和建模软件平台、GraFuture™ 石墨烯载网冷冻制样技术，水木未来青山湖基地在推动冷冻电镜效率、分辨率和产业化方面，又向前迈出一大步。据青山湖科技城管委会相关负责人介绍，该项目的投用，将有力提升科技城乃至临安、城西科创大走廊的生物医药创新研发水平，并加快生物医疗领域产业集聚，助力城西科创大走廊打造生命健康产业创新策源地，以“结构+计算”助力加速全球创新药物发现。会议期间，与会人员参观了水木未来冷冻电镜项目实验室、青山湖科技城规划展览馆，并举行了政校深化合作座谈。笔者注：据了解，此次在青山湖科技城投用的水木未来冷冻电镜研发平台，规划了20台高规格300KV冷冻电镜，不久的未来还将引入用于原位高分辨解析的新型高端电镜。水木未来“全球冷冻电镜与人工智能药物创新中心”一期正在装机6台300KV新型高端冷冻电镜、2台200KV冷冻电镜，旨在建立全球最大的冷冻电镜平台和生物大分子高精度结构数据库，推动新一代AI精准化药物和疗法的源头创新。据悉，电镜平台综合实验室由上海音宁电子科技有限公司设计施工一体化建设。有关负责人透露，全球已有多家顶尖实验室表达合作意愿。

在过去的二十年中，冷冻显微镜方法已经成为生命科学家、制药研究人员等广泛使用的有效工具，用于检查接近其原生状态的生物结构1。冷冻显微镜能够可视化蛋白质和蛋白质复合物等物质的生物分子结构，是对现有的方法如x射线晶体学和核磁共振(NMR)等的有价值的补充。确定蛋白质和蛋白质复合物的结构是药物发现的一个重要部分，这对研究药物靶点非常有意义，也是深入了解疾病机制的重要课题。在这篇文章中，我们将阐述冷冻显微镜技术的使用，包括冷冻光学电子显微镜(cryo-CLEM)，冷冻干燥显微镜(FDM)，药物研究中的低温保存，以及温度控制显微镜如何使研究人员能够在低温下推进药物发现和开发研究。冷冻光学电子显微镜（Cryo-CLEM）电子显微镜(EM)使用微量材料，具备接近原子的分辨率，可以研究不同功能状态下的分子。冷冻电镜（Cryo-EM）使用极低温度，克服了真空条件下使用电子束测量高含水量生物标本的难题。在20世纪80年代冷冻电镜商业化之前，生物标本是通过化学固定或染色等方法制备的，但这些方法存在保存伪影，会影响图像分辨率。快速冷冻通常用于将样品保持在与自然生理环境相似的冷冻状态，在临床前阶段取得的结果必须在临床研究中可复制，这在药物研究中尤其重要。Cryo-CLEM结合低温荧光技术和冷冻电镜技术，提高了活检细胞内生物、化学和遗传过程的灵敏度。Cryo-CLEM能够对冷冻固定样品中的分子或分子组件(如细胞内膜、DNA或细胞结构元件)进行直接荧光标记和靶向，精确定位区域，以便后续使用EM进行高分辨率成像。为了使生物样品与EM中发现的真空条件兼容并保存结构细节，样品被嵌入玻璃状的冰中，需要保持在-140°C以下。必须避免与空气中水分接触，因为一旦接触会形成冰晶并污染样品。在低温条件下，荧光信号的结构细节被保留，光漂白显著减少。冷冻光学电子显微镜技术的进步体现在它包含了创新的冷冻荧光级，如Linkam CMS196，它能够自动获取整个电镜网格的高分辨率荧光图。这也用于样品导航，并将cryo-CLEM的案例情况与EM或与x射线显微镜等其他技术相关联。西班牙巴塞罗那的一组研究人员和临床医生使用荧光显微镜、透射电子显微镜(TEM)和低温软x射线断层扫描(cryo-SXT)，可以观察到抗癌药物顺铂在极低浓度下的有效性，确定产生效果所需的最低剂量，以最大限度地降低毒性2。该小组在荧光显微镜上对低温冷冻的细胞样本进行成像，使用CMS196冷冻荧光台在液氮温度下将它们玻璃化，然后使用cryo-SXT对样本进行分析，这使得在纳米尺度上进行3D研究成为可能。得益于现有的低温成像技术，研究结果表明，三甲碱(研究的两种佐剂之一)促进了顺铂在较低剂量下的有效治疗，这可能为化疗治疗的发展铺平了道路，减少了对患者的副作用。冻干显微镜许多药物生产为冻干或冻干配方，以增加稳定性和延长保质期。药物开发人员必须为新的药物化合物创建一个优化的冷冻干燥过程，这可能是一项复杂而昂贵的工作。为了简化流程和开发更高效的冷冻干燥循环，了解三个主要冷冻干燥步骤的温度和压力要求是很重要的。使用冷冻干燥显微镜(FDM)，研究人员可以直接可视化每个步骤，并确定药物产品在不同热条件下的行为。FDM包括一个专用的光学显微镜和一个专用的热工作台，它可以准确地控制样品的温度和压力，并允许实时进行热测量。冷冻干燥的一个关键参数是塌陷温度(Tc)，即产品失去结构完整性并导致加工缺陷的温度。FDM使药物开发人员能够密切监测样品并快速有效地调整冷冻干燥方案。英国国家生物标准与控制研究所(NIBSC)的一个研究小组正在利用先进的FDM技术研究冷冻干燥药物的复杂性。该小组由Paul Matejtschuk博士领导，正专注于研究优化冻干脂质体药物的配方。由于冻干脂质体药物物理和化学性质不稳定，这对开发提出了挑战。Matejtschuk博士和他的团队使用安装在光学显微镜上的专用冷冻台(FDCS196, Linkam科学仪器)(图1)，通过估计冻结、塌陷和融化温度，预测脂质体-冷冻保护剂混合物的理想的冷冻干燥条件3。图1:NIBSC实验室的仪器配置。Linkam FDCS196冷冻干燥冷冻台，T94控制器和液氮泵，真空泵，奥林巴斯BX51光学显微镜。图像显示FDM系统的旧版本图2: Linkam FDCS196冻干显微镜系统的最新版本这样的实验对于继续努力开发快速、可转移和可扩展的冷冻干燥方法来稳定脂质体等药物化合物至关重要。低温贮藏储存用于研究的生物标本有赖于有效的保存技术，以保持细胞的物理和生物完整性。冷冻或冷冻样品可能会导致冰晶的积聚，导致终端细胞损伤。冷冻保护剂是在冷冻过程中通过降低水的熔点来防止细胞损伤的重要物质。许多生物，如极地昆虫、鱼类和两栖动物，会产生自己的冷冻保护剂或防冻化合物。科学家们正在研究这些化合物，以开发新的冷冻保护剂来保存研究用的细胞。例如，由Matthew Gibson博士领导的英国华威大学的研究人员，正在研究防冻剂(糖)蛋白(AFP)，目的是开发新的合成AFP模拟化合物。该实验室使用低温生物学工作台(BCS196，Linkam Scientific Instruments)来测量细胞中的冰晶生长，依靠该仪器的温度控制能力来观察AFP。Gibson博士研究了使用金纳米颗粒作为探针来测量冰再结晶抑制活性现象，使用低温生物学工作台来改变温度，并开发出一种高通量方法来筛选类似AFP具有结构特征的材料。4诸如此类的发现为开发新型冷冻保护剂提供了潜力，这种保护剂可以防止冷冻保存细胞中冰的生长，从而保持细胞的完整性，因此在生物医学和药学研究中具有潜在用途。未来药物研究本文中描述的技术强调了目前已有的各种冷冻显微镜方法的选择，这些方法有助于推进药物研究。Cryo-CLEM结合了cryo-EM和低温荧光的力量，作为一种相对较新的技术，它的成功依赖于专用冷冻工作台的发展，从而促进了Cryo-CLEM工作流程。这种工作台能够在液氮温度下保持玻璃化样品，使它们在从荧光显微镜移动到冷冻电镜成像时保持无污染。其他专用的冷冻台可与广泛的显微镜技术兼容，如FDM，可在成像过程中精确控制样品的温度，低至-196°C。这些创新为制药研究人员新疗法和生产工艺评估，以及生物样本保存以供未来研究等大量应用提供了工具。 作者：Linkam Scientific Instruments销售及市场部经理Clara Ko参考文献：1. Booy, F. and Orlova, E.V. Cryomicroscopy, in: Chemical Biology: Applications and Techniques (eds Larijani, B., Rosser, C.A., and Woscholski, R.) 2007.2. Gil, S., Solano, E., Martinez-Trucharte, F., et al. Multiparametric analysis of the3. effectiveness of cisplatin on cutaneous squamous carcinoma cells using two different types of adjuvants. PLoS ONE. 2020 15(3): e0230022.4. Hussain M.T., Forbes N., Perrie Y., Malik K.P., Duru C. and Matejtschuk P. Freeze-drying cycle optimization for the rapid preservation of protein-loaded liposomal formulations. International Journal of Pharmaceutics 573, 2020 118722.5. Mitchell, D. E., Congdon, T., Rodger, A., and Gibson, M. I. Gold Nanoparticle Aggregation as a Probe of Antifreeze (Glyco) Protein-Inspired Ice Recrystallization Inhibition and Identification of New IRI Active Macromolecules. Scientific Reports, 2015 5: 15716.

奥豪斯作为一家百年历史的仪器厂商，拥有多系列实验室设备产品。近日，奥豪斯隆重推出了生命科学实验室设备。在前两期微信中，小编已经为大家做了新产品的概览和部分产品的介绍。今天着重为大家探秘的是奥豪斯培养摇床和混匀器！ 为什么说这些产品是走心的呢？一款好的产品，不仅仅是依托于品牌的价值，更多的是背后的研发工艺和产品独一无二的特点。奥豪斯给您带来走心产品，让您获得更多走心的体验，帮助您一站式获得最全的产品信息，保证您的应用需求。 进口电机，品质保证本次带来的培养摇床和混匀器均为美国制造、原装进口，大部分配备源自瑞士、德国、美国的高品质电机，其中圆周式摇床采用高端三偏心轴驱动电机，2D/3D摇床采用精准控制步进电机。 全球标准，精益求精全系列产品不仅是美国制造原装进口，而且都通过了严苛的CE、UL测试并经德国TUV认证。奥豪斯始终秉持“精益求精、臻于至善”的态度与理念，确保能为全球用户提供精致、可靠的用户体验。 明星产品，所向无敌 2D/3D 恒温培养摇床，拥有超凡且与众不同的产品特性，作为一款极其走心的产品，它是全球唯一一款可在运行过程中自动调整倾斜角度的摇床，不需要停机，不需要任何工具。精准控制的步进电机，即使有外界因素影响到摇床的运作，它也会根据实际情况进行自动调整并恢复正常运行。 除了2D/3D恒温培养摇床这一款明星产品外，本次上市的培养摇床和混匀器还有很多值得称赞的特点，让小编为您一一介绍：恒温混匀器 完美应用于需在恒温、摇荡速度高的条件下培养的样品*模块自动识别，自带1.5毫升温度模块，共有11个不同温度模块可选择*机器可存储5个程序，每个程序最多5步*USB端口轻松存储更多程序，并可传输数据及软件升级*多年先进的电子设计研发经验，确保机器温度控制准确度绝佳恒温培养轻负载圆周式摇床节约实验室空间的圆周式摇床*微处理控制器可实现持续一致的摇荡动作*三偏心轴平衡驱动提供可靠服务和持续负载*安全功能包括缓慢升速设计和过载保护冷冻恒温培养圆周式摇床节约培养箱的冷冻恒温圆周式摇床*微处理控制器可实现持续一致的摇荡动作*三偏心轴平衡驱动提供可靠性能和持续负载*安全功能包括缓慢升速设计和过载保护2D摇摆恒温培养摇床、3D波动恒温培养摇床台式2D摆动摇床、3D波动摇床可节约培养箱空间*操作面板带有独立显示温度、速度、倾斜角度与时间的LED屏*带有PID温度控制的微处理控制器，可实现温度精确控制*设备正在运行时倾斜角度可电动调节 看了这么多新系列产品，您是否有心动呢？目前更有大力促销等您来购！快随小编继续看下去哦！ 大力促销，势不可挡活动内容凡在活动期间购买实验室设备（列表单价人民币6000元及以上）的终端用户，即可获赠STARBUCKS随行杯一个 活动时间即日起至2017年12月31日 奥豪斯提供的走心培养摇床和混匀器系列产品，能够让您在实验室应用环节做到持续有效的工作状态，提高您的实验室效率、确保人员安全。

生物技术作为生命科学前沿与工程技术相结合的综合性学科，在生物、医药、检验检疫和疾病控制等各个领域的应用得到迅猛发展，而冷冻干燥、灭菌和发酵技术的应用作为生命科学领域最常规和必不可少的过程，有着广阔的应用和发展前景。 德国Martin Christ公司作为世界上最先进的冻干机制造商，经历50多年的冻干机生产设计，对各种冻干工艺的应用和优化有着丰富的经验；Systec公司是一家专业制造实验室及中试型高压蒸汽灭菌锅的德国制造商，在德国市场占有主导地位，其宗旨是根据市场客户的需要设计及制造安全、精确及高度重复性及符合认证标准的灭菌过程之灭菌器；瑞士Infors公司在微生物与细胞培养器领域拥有超过40年的设计制造经验，其摇床和发酵罐产品享誉欧美市场，是摇床和发酵罐设计制造行业的领先者。 基于对中国生物产业发展的充分理解和Know-how信息的传递，以及用户对建立GLP标准实验室和GMP标准生产企业的需要，以上三家公司定于2006年6月23日在深圳生物孵化器内联合举办现代冻干、灭菌与发酵技术应用研讨会。我们诚挚地邀请您届时光临指导！时间：2006年6月23日9:00－16:00地点：深圳市南山区高科技园区高新中一道生物孵化器大楼一楼学术报告厅主办单位：深圳现代生物技术学会协办单位：深圳市尚能科技有限公司北京博劢行仪器有限公司广州办事处联系人：郑爱中 先生电话：0755-83481852传真：0755-83481853E-mail：szzheng@gmail.com marketing@upetech.com详细情况请登www.upetech.com新闻动态栏目查询，欢迎索取参加表格 北京博劢行仪器有限公司 2006 年 6 月

血液作为一种以水为载体的不可或缺的人体体液，如同充满奇异生命能量的微小生灵一般在体内流转，保持身体的健康和旺盛的精力。如今，作为人道主义精神的发扬，无偿献血已经成为衡量一个社会文明程度的标志，也是世界卫生组织、国际红十字会、国际红新月会、国际输血协会所推崇的献血形式，备受各国政府的重视和关心。这些血液通常存储在血库中，由医疗单位、血站保管，以备需要者输血时使用。而如何储存血液，保证血液的质量则是问题的核心和关键。 脱离人体的血液在常温下会在一段时间内自然发生凝结，因此血库中的血液必须经过一定的处理才能够长时间保存。而关于血液处理流程背后的故事，小编甚感兴趣，今天就带大家来一探究竟！ 走进“神秘”的血站 小编举旗带领大家参观的是一家位于中国西南地区某市的中心血站，主要进行全区血源统一管理，提供临床用血、应急用血，搞好血源质量监控，并开展输血科研、教学及采血工作。 在血站系统的成分科，主要会涉及到制备各种血液成分制品，而最常见的就是保存血小板环节。为了防止血浆样品中的血小板凝结，需要在其中加入一种名为二甲基亚砜的防冻剂，然后使用往复式摇床开始进行定时定速混匀，一般是以100rpm的转速摇荡5分钟，摇匀后把血浆放进冰箱里保存，可以保存一年的时间。在保质期内使用，可保证血浆样品新鲜如初。 此外，在血站系统的检验科，为制备“甘油化红细胞”，需要用到振荡混匀设备，有时候就需要用到往复式摇床。“甘油化红细胞”是“冰冻红细胞”的前身，是制备“冰冻红细胞”的关键操作环节。甘油作为目前冰冻保存红细胞最为常用的保护剂，在减少冰冻后红细胞损伤方面起到重要作用，主要功能是为了保证红细胞内外的渗透压平衡，避免发生红细胞破裂溶血。我国大多数血站以“低温慢冻法”制备冰冻红细胞，即复方甘油保存液与红细胞混合后的终浓度为40％，在-65℃以下的环境中冰冻保存，有效期长达十年。【1】 在血浆与防冻剂混合的过程中，需要以一致、均匀的转速持续对样品进行混匀，之前该血站采用的混匀方法效果欠佳，稳定性和可控性不能保证，因此样品容易发生凝结。然而，当选用了奥豪斯数显控制往复式摇床后，能够通过一致和均匀的摇荡动作来保证血浆样品摇荡结果的准确性与重复性——这一切都归功于整台仪器的“神经中枢”——微处理控制器和负载传感器。微处理器所拥有的缓慢升速设计能将速度缓慢安全地提升至目标设定值，以免开放式的样品溅出，同时可显示最后一个设置点，能够在断电后重新启动；负载传感器能够灵敏地检测出不平衡状态，并自动降低至安全速度以保护样品。整个过程大大提升了仪器产品的全自动性，从而节约了人工监视操作的成本。 奥豪斯摇床是怎样炼成的 奥豪斯数显控制往复式摇床除了上述特点外，还具有以下特性，使其产品更加智能，数据管理更加方便： 1. 三偏心轴驱动永久润滑滚珠轴承以及无需维护的无刷直流电机确保可靠运行和连续工作； 2. 智能LED显示屏触控式操作面板带易于读数据、独立显示速度和运行时间的LED屏。特别是定时器可将已用时间编程为用户定义的限值，当时间归零时设备自动关闭； 3. 适应极端环境的运行条件设备可在冷冻室、培养箱或温度℃、湿度高达80%的非冷凝二氧化碳环境中操作； 4. 轻松便捷的数据通信机身配备接口，可为数据记录和设备控制提供双向通信。 看了上述吸引人的特点以后，您是不是有点心动啊，当然可能有不少人要说小编又开始自吹自擂了，那我们就看看用过产品的血站工作人员们是怎么说的吧：“相比我们之前使用过的别的品牌的摇床，奥豪斯美国全进口往复式摇床功能强大，易于上手操作，稳定性和可控性都能得到保证，关键是混合过的血液样品质量均匀，从来没有变质的现象发生，大大提升了整个血液处理的工作效率，绝对是一款超高性价比的产品。我们会向血站系统的其他部分进行推广！” 怎么样，看了上述客户的评价，有没有让您对小编的话多了一份信服呢？如果您想了解更多摇床系列或奥豪斯其他实验室设备的产品信息，或正在寻求更专业细致的选型指导，请及时联系我们，我们的工程师们将会在第一时间为您提供专业的解答和建议。 【1】参考文献：李延成. 影响“甘油化红细胞”制备质量的关键操作步骤[J]. 中国综合临床，2015，12月

百年企业奥豪斯，一直以摇床品类齐全、功能完备而著称，其产品广泛应用于细胞培养、发酵、杂交、生物化学反应、酶或组织细胞的培养、脱色或者基本混匀操作等。想用户所想微孔板摇床作为奥豪斯摇床拳头品类之一，更是因其有颜能打和强大的应用支持而备受经销商和用户好评。实验无小事，称心奥豪斯！从过载保护、缓慢升速、防溢设计、警报器、高温警示到更宽的控温范围，再到各种离心管、试管、管型瓶和培养试管的兼容，奥豪斯每一步都想用户所想。今天小编带您了解三款奥豪斯“爆品”微孔板摇床01轻负载微孔板圆周式摇床SHLDMP03DG聚焦安全：过载保护、缓慢升速、防溢设计可承载多达4个微孔板，且支持深微孔板带声音提示的定时器02恒温微孔板培养圆周式摇床ISLDMPHDG/L聚焦安全：过载保护、缓慢升速、防溢设计、警报器提供合适的温度，并有高温警示提供遮光盖，保护光敏感型样品03冷冻恒温培养圆周式摇床ISICMBCDG聚焦安全：过载保护、缓慢升速、防溢设计、警报器、高温警示可以加热最 高至65℃，冷却至环境温度以下10°，支持温度校准标准支持微孔板，除此之外还可以选多种模块，以容纳各种离心管、试管、管型瓶和培养试管等“奥豪斯提供更多摇床供您选择提供控温和非控温的摇床，载重量覆盖从3.6kg到68kg，运动方式涉及有圆周式、往复式、2D摇摆和3D波动，提供大量选配件以适配多种离心管、锥形瓶、容量瓶等。奥豪斯集团成立于1907年，拥有遍布各地的营销、研发和生产基地。通过不断为各地用户提供优质的称量产品与完善的应用方案，奥豪斯产品已遍及环保、疾控、食药、教学科研、食品、新能源和制药工业等各种应用领域，赢得了广泛的认可与青睐。我们致力于提供符合各国安全、环境及质量体系的产品，涵盖电子天平、台秤、平台秤、案秤、摇床、台式离心机、加热磁力搅拌器、涡旋振荡器、干式金属浴、实验室升降台和电化学产品等。

p　　2019年11月23日，由水木未来(北京)科技有限公司主办，中国医药生物技术协会协办的首届《冷冻电镜与药物创新发现论坛》在北京西郊宾馆隆重召开。本次论坛的主题是“突破与机遇”，会议聚集海内外的专家，围绕着冷冻电镜技术最新突破与药物创新研发新机遇这一主题，为中国自主创新药研发献言献策。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/4bede6f1-1fcf-4328-a0ef-ab3c193e493e.jpg" title="1.jpg" alt="1.jpg"//pp　　清华大学副秘书长、北京清华工业开发研究院院长金勤献教授、北京市科学技术委员会医药健康科技处处长曹巍、中关村海淀园管理委员会企业发展促进处处长何建吾出席论坛并致辞/pp　　清华大学生命学院院长王宏伟教授就冷冻电镜最前沿的进展做了专题报告 专程从海外参会的药学专家北海道大学Katsumi Maenaka教授和赛默飞世尔科技电镜业务制药市场高级总监Raymond Schrijver以国际视角诠释了在药物研发过程中冷冻电镜的贡献和价值 北京生命科学研究所黄牛研究员、清华大学生命学院张强锋教授介绍了AI和高性能计算对药物研发的推动意义 水木未来科技CEO郭春龙和安杰律师事务所何菁律师分别研讨了冷冻电镜对我国原创新药研发的作用和中国创新医药知识产权的法律环境。与会专家还通过沙龙对话的方式，重点探讨了中国药物研发和创新之路。精彩纷呈的会议内容带给与会者耳目一新的学术饕餮，引发了对于原研创新药物在中国发展道路的深度思考。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/56b78471-c82c-40bd-b8ce-e2af3e10b7ff.jpg" title="2.jpg" alt="2.jpg"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "清华大学生命科学院王宏伟院长专题演讲“冷冻电镜赋能药物发现”/span/pp　　论坛上同时举行了“冷冻电镜与药物发现创新中心”的启动仪式，该中心由北京市科委、清华大学和赛默飞世尔科技共同支持建立，由水木未来(北京)科技有限公司承载运营。该中心首个冷冻电镜实验室坐落在北京生命科学研究所。中心集成世界最先进的冷冻电镜设施，集结世界一流的结构生物学专家和药物智能计算专家，中心的启动和建成将标志着我国在优势技术领域产学研结合的重大突破和成果。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/2d47b3f3-427e-4075-a6c1-bc153aace2fc.jpg" title="3.jpg" alt="3.jpg"//pp　　冷冻电镜作为结构生物学新兴技术，对于药物研发的靶标确定，前导化合物结构解析，小分子候选药物结构及手性确定具有不可替代的突破性价值。以清华大学2009年装备亚洲首台高端冷冻电镜为标志，十年来我国已经建成全球一流的冷冻电镜集群和顶尖科学家团队，产生了一大批尖端科研成果。冷冻电镜技术的突破对于我国自主药物创新研发的作用日益受到学界和产业界的重视。水木未来科技将以北京为原点，辐射海内外，为制药企业和科研机构提供结构解析与药物研发相关的一系列科研技术服务。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/8fdef1be-0fc9-4970-8f2d-27326a720e02.jpg" title="4.jpg" alt="4.jpg"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "水木未来CEO郭春龙先生以“从炼丹到登月：基于结构+计算的新药研发”为主题演讲/span/pp　　清华大学副秘书长、北京清华工业开发研究院院长金勤献教授，北京市科学技术委员会医药健康科技处处长曹巍、中关村海淀园管理委员会企业发展促进处处长何建吾等出席了论坛并致辞，并与清华大学生命学院王宏伟院长、赛默飞电镜业务亚太商务拓展高级总监Marc Peeters、赛默飞材料与结构分析高级商务总监Tim Chen、水木未来科技CEO郭春龙等嘉宾一起见证了“冷冻电镜与药物发现创新中心”的启动仪式。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/21c586e2-546d-4e4d-9835-e8919dea2638.jpg" title="5.jpg" alt="5.jpg"//ppbr//p

基于结构的药物发现(Structure-based drug discovery, SBDD)是设计和优化创新药的必要方法。本篇综述将深入探讨冷冻电镜(cryo-EM)在SBDD领域中的快速崛起及它的主要作用，以及阐释它如何为高价值药理学靶点提供丰富的全新结构信息。冷冻电镜技术相比X射线晶体学的主要优势在于，它可以跳过繁琐的结晶步骤，从而直接对玻璃化的生物大分子进行成像；冷冻电镜也可以提供更多维度的信息，包括异质性和动态性。此外，本综述还将讨论冷冻电镜近期和未来的发展，并探讨该技术将在SBDD的管线中产生何种广泛的影响。冷冻电镜时代的SBDDSBDD是一种基于靶点的原子级结构基础信息，针对该靶点进行理性药物设计的研发方法。20世纪80年代，随着Captopril卡托普利和多佐胺Dorzolamide等酶靶向药物获批上市，SBDD方法初露锋芒。这一批由FDA批准的药物结合了晶体结构模型与计算机辅助分子建模这两大新兴技术，并成功解决了传统湿实验室的高通量筛选方法(HTS)所面临的昂贵、耗时及低回报率等问题。此后，随着计算技术的不断革新，大量药物靶点的晶体结构得以解析，SBDD方法进入了飞速发展阶段。从1999年到2013年，在113个获批的first-in-class药物中，有78个是基于SBDD方法发现的。尽管SBDD的发展足够迅速，但学界及制药行业内对它的期望显然更高。SBDD方法往往能另辟蹊径，对过往认为不可成药的靶点进行验证，并进一步开发新药。如K-Ras(G12C)靶点，它利用晶体学结构确定了一个以前未知的结合口袋，以避免与皮摩尔亲和力的GDP/GTP竞争。由于靶点验证是发现和开发工作中的主要难题之一，first-in-class药物分子可以为靶点的有效性和疾病应用提供新的见解，例如bromodomain溴结构域抑制剂(+)-JQ-1和I-BET762，这些化合物被成功用于表征和验证溴结构域在各种疾病中的重要性，并催生了大量的临床候选药物。即使是FDA批准的已知药物靶点，临床上也常常需要进一步的SBDD，比如有些药物需要进行更好的选择性的优化设计。厄菲替尼(erdafitinib)在经过针对性的设计改造后，表现出了相对于原先药物对成纤维生长因子受体更高的选择。此外，有一些药物可能需要优化效力或疗效，或提供特定受体亚型的选择性，如改善鞘氨醇-1-磷酸(S1P)抑制剂西波尼莫德(siponimod)对S1P1而非对S1P3的选择性，是提高其在疗效和安全性上优于非选择性S1P抑制剂的关键。该药物靶向S1P1，而非S1P3，此外，许多抗病毒、抗菌和抗癌药物正面临着抗药性问题，SBDD方法能够基于产生耐药性的靶点结构，对药物进行持续改进。SBDD工作的瓶颈在于获取高分辨率的生物靶点结构信息。虽然一些小而有序的生物分子满足X射线晶体学的研究范畴，但大部分已知靶点中的蛋白质，例如跨膜受体或动态复合物，都难以结晶，导致这些靶点蛋白无法利用晶体手段进行高分辨率结构解析。此外，X射线晶体学往往会对靶点蛋白进行改造，如进行截短体设计、引入热稳定性突变或插入一段外源的结构域，从而影响后续的SBDD结构信息分析。还需要考虑的一个关键因素是，大量的靶点蛋白性质上达不到结晶的条件要求。不过，上述的这些难点正被冷冻电镜技术逐一攻克。冷冻电镜技术的分辨率已足够高，其产生的大量数据也可用于计算辅助药物设计(CADD)方法，这也是本综述的核心议题。与X射线晶体学不同的是，冷冻电镜无需对目标靶点进行结晶：纯化过的靶点生物大分子会被瞬间冻结在一层薄薄的非结晶玻璃体冰中，再经由透射电镜成像以记录下几十万到几百万个冷冻电镜颗粒数据，用于重构三维静电势图并对大分子进行精确建模。因此，这种技术很适合于蛋白质复合物、热稳定性较低和动态运动较高的蛋白质以及脂质胶束中的跨膜蛋白质的结构测定。随着分辨率的不断提高，冷冻电镜已经成为药物设计的强大工具。冷冻电镜与药物发现在2014年之前，冷冻电镜几乎无法解析出优于4.0Å分辨率的结构，这直接导致它无法对SBDD工作提供有效的数据支持。然而，在过去的几年里，冷冻电镜方法的爆炸性突破产出了大量高分辨率的结构数据，这在以前是无法实现的。这一质的飞跃要归功于许多技术革新，如用于记录图像的直接电子探测器、改进的计算方法和处理大型数据集的硬件集群，这些技术的飞跃在其他文献内有详细回顾。此外，作为一种直接可视化的技术，冷冻电镜能够快速判断样品的聚集性和稳定性等问题，从而通过遗传和生物化学手段，用互作因子稳定蛋白、或通过优化去垢剂从细胞膜环境中提取膜蛋白等方法来快速改善样品质量。综合以上，在PDB中的分辨率为4.0Å或更高的冷冻电镜结构的数量已经从2014年之前的合计16个增长到仅2020年一年提交1753个新结构的规模(图1, A)。在新上传的结构中，分辨率高于4.0和3.5 Å的比例分别从2015年的36%和12%增加到2020年的75%和50%。更振奋人心的是，截止2020年，分辨率高于3.0Å和2.5Å的冷冻电镜结构比例，分别达到了18%和3%，实现了冷冻电镜结构解析前所未来的突破(图1, B)。为了系统评估冷冻电镜对SBDD领域的影响，我们(作者)调查了2018年美国200种最常用处方药的靶点相关结构数据。72%的靶点在PDB数据库中含有结构信息。细分而言，这些结构信息是通过X射线晶体学技术(42%)、冷冻电镜技术(15%)或两者结合(15%)而确定的(图1, C)。通过冷冻电镜技术解析的靶点涵盖了许多跨膜蛋白，如离子通道(GABAA、CaV、NaV和KATP)、激活态的G蛋白偶联受体(GPCRs)和转运体蛋白(5-羟色胺转运体、NaCl转运体)。图1.冷冻电镜分辨率的提高及其对蛋白质药物结构表征的贡献。(A) PDB中上传的低于特定分辨率的冷冻电镜结构的绝对数量；(B) PDB中上传的低于特定分辨率的冷冻电镜结构的百分比的。(C)2018年200个热门处方药的靶点图，按靶点的结构特征分类；(D)44个热门GPCRs处方药的靶点图，按结构特征分类；(E)2018年200个销量最高的药物的靶点图(作为新药的代表)，按靶点的结构特征分类。2020年的数据是由Njardarson实验室公示的2018年200种最受欢迎的处方药和200种销量最高的药物的蛋白质靶点(如果适用)，然后在PDB中确定相关结构，进行人工筛选。在200多种最常见的处方药中，GPCRs占据了44种，这些药物包括靶向GPCRs的激动剂、拮抗剂和反向激动剂(图1, D；注意，拮抗剂和反激动剂在药理学上不同，但在这里我们(作者)把它们统一归为拮抗剂)。这些GPCRs中的32个(73%)已经进行了某种形式的结构解析，包括与拮抗剂(44%)或激动剂(7%)结合的晶体结构，与激动剂(9%)结合的冷冻电镜结构，或由X射线晶体学和冷冻电镜手段共同进行的结构解析(20%)。值得注意的是，GPCR的高度动态结构使其难以获得高质量的晶体，因此大多数的GPCR晶体结构都是与拮抗剂结合后才得以进行结构解析的。综上所述，冷冻电镜技术在针对市场上已经存在多年的处方药中中具有深刻影响。为了更加深入了解冷冻电镜技术在未来药物发现中的作用，我们(作者)还调查了2018年取得最高利润的200种药物，以代表那些市面上新进发现的药物(图1, E)，我们简称新药。这批新药和之前提到的那些最常用的药物之间存在明显的差异。相当一部分新药已经用晶体学进行了表征，反映了结构数据在当今药物研发工作中的重要性：即便不是由结构驱动的，也很少有不追求结构的情况，因为结构信息可以为先导化合物的优化和进一步发现提供关键数据。此外，考虑到漫长的药物开发时间，冷冻电镜这一最近几年才崛起的新技术在这份名单中的占比虽小，但贡献仍相当可观。这些药物和靶点包括生物制药、离子通道和GPCRs，以及其他不适合结晶的高活性大分子。冷冻电镜对SBDD的贡献解析新型结构虽然有许多FDA批准的药物靶点结构可被X射线晶体学解析，冷冻电镜正在为越来越多的难结晶、甚至不可结晶的靶点打开大门，如分子量更大、更动态的蛋白质和蛋白质复合物。冷冻电镜也显著降低了对细胞内复合体的研究难度，如病原体的核糖体、染色质修饰复合体和转录机器。例如冷冻电镜技术近期解析了一种与线粒体体RNA聚合酶复合体相关的first-in-class 抑制剂的结构。值得注意的是，在膜蛋白领域，冷冻电镜的贡献无可比拟。不管是传统的药物，还是新型处方药，很多药物靶向针对GPCRs、离子通道和转运体蛋白。然而，利用X射线晶体学手段来解析膜蛋白的结构非常困难。尽管脂质立方结晶在GPCR领域取得了一些进展，但在结晶过程中，GPCR蛋白通常需要进行热稳定突变，或融合其他蛋白进行改造，以促进晶体的形成。并且，为了获取某种改造后的稳定的构象，还需要对克隆构建、实验方法及条件进行大量繁琐复杂的筛选。相比之下，冷冻电镜结构可以直接用来解析经过去污剂或纳米盘处理后的在生化上性质稳定的膜蛋白，并获得处于或者接近生理状态的蛋白的结构。冷冻电镜的在解析庞杂的膜蛋白的结构中能力势不可挡，并且已有大量的高分辨率结构被成功解析。长久以来膜蛋白一直都是获批药物的热门靶点，它们的结构也只是近期才被冷冻电镜揭示(图2)。图2. G蛋白偶联受体、转运体(上排)和离子通道(下排)，每个受体有相应的FDA批准的配体分子(蓝框)。利用冷冻电镜解析膜蛋白结构的突出进展，部分原因受益于新试剂的设计和使用。这些试剂可以在体外纯化过程中维持跨膜蛋白的结构，在冷冻制样过程中保护蛋白，并为高分辨率的结构解析提供均质样品。去垢剂如正十二烷基β-D-麦芽糖苷(DDM)和月桂基麦芽糖新戊二醇(LMNG)，可以有效地从细胞膜上溶解跨膜蛋白，并维持蛋白质的生理状态构象。去垢剂的使用也会产生一些问题，如去垢剂形成的空胶束和与包裹蛋白质的去垢剂同时存在存在会引起样品的不均一，对后期的数据处理处理产生影响；也可能会导致冷冻样品制备时的气液界面收到破坏，产生一些不好的结果。脂质纳米盘是去垢剂的一种替代品，原则上可以为结构和生物物理研究提供接近胜利状态的脂质双分子层。脂质纳米盘在膜蛋白药物靶点上的应用已经非常关键和广泛。举例而言，将纳米盘与冷冻电镜技术相结合，成功阐明了TRPV1和TRPV5离子通道(在TRPV1的情况下，脂质对抑制剂的结合至关重要)、GABAA配体门控离子通道、人类P-糖蛋白以及GPCR-β-arrestin复合物的高分辨率结构和机制。关于纳米盘的进一步介绍可查阅。冷冻电镜还可以用来解析嵌入脂质体中的蛋白质的结构，允许在更接近生理状态的的电化学梯度中对离子通道以及孔蛋白进行可视化研究。在过去的几年中，冷冻电镜也在生物制药领域产生了巨大影响。在较新的药物中，生物制药的占比正越来越高。如果仅将目光聚焦于药物靶点识别这一领域，生物制药的结晶技术确实称得上有所改善。然而，冷冻电镜已经为一些关键的生药物研发提供了基于全长蛋白的结构信细节息胰岛素受体一种二聚化的酪氨酸激酶受体蛋白，在调节人体的葡萄糖平衡方面起着关键作用。胰岛素受体信号通路的失调会引起一些疾病，如II型糖尿病，全球约有9.3%(4.63亿人)受到影响两个独立的研究小组利用冷冻电镜在胰岛素受体结构解析方面取得了突破进展；第一个小组以4.3Å和7.2Å的分辨率分别解析了与一个或两个胰岛素分子结合的胰岛素受体胞外结构域结构，第二个小组以3.1Å的分辨率获得了与四个胰岛素分子结合的胰岛素受体胞外结构域结构(图3, A)。这些结构解释了胰岛素受体结合胰岛素的不同结合位点，以及激活这一关键药物靶点所进行的构象变化。类似的例子比比皆是：从HER2-trastuzamab-pertuzumab复合物到SARS-CoV-2和中和抗体的结构解析，冷冻电镜为生物治疗的新老靶点提供了新的视点，为进一步发现和开发仿制药和first-in-class药物铺平了道路。另一个值得注意的例子是B淋巴细胞抗原CD20，它是治疗白血病和自身免疫性疾病的一个重要的治疗靶点，尽管其功能作用仍不清楚。尽管CD20的分子量较小，只要35kDa左右，但分别与单克隆抗体利妥昔单抗(rituximab)、奥法图单抗(ofatumumab)和奥比努单抗(obinutuzumab)的Fab结合形成复合物后，都解析获得分辨率较高的CD20复合物结构(图3, B)。负染结果显示，利妥昔单抗与CD20结合后，可诱导形成高度有序的高级结构，这一发现对激活先天免疫的补体系统提供了全新见解。由于复合物中的高度动态和跨膜结构域的存在，利用结晶手段结构解析几乎不可能实现，冷冻电镜技术的应用实现了这一可能。图3.冷冻电镜(cryo-EM)在小分子和生物制药发现方面的效用。(A)与胰岛素结合的胰岛素受体(PDB ID 6PXV)和(B)CD20与利妥昔单抗复合物(PDB ID 6VJA)冷冻电镜密度图。(C)使用GemSpot(PDB ID 6CVM)将小分子PETG精确地建模到β-半乳糖苷酶的冷冻电镜图像中。(D)基于片段的PKM2的发现，冷冻电镜密度允许正确识别和放置发现片段(PDB ID：6TTF)尽管冷冻电镜在膜蛋白结构测定领域已经迈出了一大步，但短板仍然存在。其中一个短板是解析小于50-70kDa的没有明显的胞内或胞外结构域的单体膜蛋白，由于几乎没有胞外结构域特征，因此难以对去垢剂胶束或脂质纳米盘进行降噪处理，以这种方式收集到的数据难以产出高分辨率结构，比如解析没有上下游偶联蛋白的处于非活性状态的的GPCR结构。然而，大量的蛋白质属于这一类型，解析这一类型的的膜蛋白因此也成为了一个重要的研究领域。目前，有一些解决方案正处于研究阶段，且已经取得了一定程度的成功，如前文所述的CD20。随着利用增加融合蛋白、抗体片段、纳米抗体、纳米抗体衍生物或其他支架蛋白以增加靶点蛋白的分子量等方法的应用，预计冷冻电镜在膜蛋白结构测定方面会有更多进展。计算赋能冷冻电镜冷冻电镜单颗粒技术利用数百万个颗粒的可视化投影来重建静电势图，这通常涉及数十万亿字节的原始数据。因此，该方法从计算方法的快速发展中获益匪浅，这些计算方法同时满足了对更高的分辨率的需求并加深了对粒子动力学的理解。然而，与X射线晶体学相比，冷冻电镜在获取配体-靶点复合物的高可信度模型时仍然面临着一些难题。其中一个难题是冷冻电镜难以解析得到高于2.5Å的蛋白结构，而这通常是建模人员能够精确放置配体并解析出结合位点处水分子的最低分辨率。此外，冷冻电镜的结构建模流程与晶体学完全不同：在晶体学中，模型和密度图之间有一套严格而完善的统计测量方法，该方法能够提供和模型精度相关的关键信息。而在冷冻电镜方法中，基于密度图的建模是一个完全独立的过程，仅适用收集的电镜投影来进行密度图重构，然后基于密度图进行结构建模和实空间下的微调。该过程的独立性使得模型的精度被降低了。这一问题在最近已得到改善。此外，两种方法之间还存在一些物理上的差异，如晶体学依赖电子密度图，而冷冻电镜依赖静电势图。这些差异加在一起，使得晶体学的模型验证工具无法应用于冷冻电镜模型。因此，我们可能需要为精确性开发一些新的指标。一种解决方案是使用强大的计算技术和精确的分子力场对大分子及其配体在冷冻电镜结构中的相互作用进行模拟。比如PHENIX软件包结合实空间和傅里叶空间微调和OPLS3e力场的分子动力学模型，从而生成生物分子和小分子的几何统计精修模型。OPLS3e微调工具已经被整合进到我们(作者)的自研软件GemSpot，它将各种计算方法整合为一个工作流程，从而提高冷冻电镜密度图中配体位置的准确性(图3C)。新的计算工具也推动冷冻电镜在基于片段的药物发现(Fragment-based drug discovery)中发挥作用，其中高溶解度的小片段化合物被浸泡在由多个不同结构的化合物组成的生物分子靶点中。解析复合体的结构可以解释配体与结合口袋之间关键位点的相互作用，然后可以将其组合成一个先导化合物。然而，这种方法要求配体密度质量高、分辨率高，才能正确区分配体的姿态和原子类型，目前对于冷冻电镜来说还是一个难题。最近，Saur等人在高度棘手的β-半乳糖苷酶和颇具治疗意义和挑战性的激酶PKM2的场景中成功地将冷冻电镜用于FBDD。尽管他们为了将配体置放于密度图中，而不得不将干法和湿法实验结合，但他们成功地建立了一个与β-半乳糖苷酶结合的大约150kDa的精准片段模型。更令人印象深刻的是，他们能够从四种化合物的鸡尾酒中确定哪些片段与PKM2结合(图3, D)。因此，不断发展的计算方法为冷冻电镜密度图的构建提供了一个强大的平台，可以在高分辨率下对大分子复合物进行建模。冷冻电镜的快速发展可及性与通量的提升冷冻电镜是极为精密且昂贵的仪器，需要大量的费用和人力成本来搭建、维护与操作。这一特性在很大程度上限制了冷冻电镜的发展，并将冷冻电镜的机时资源集中在了那些受政府资金扶持的大型机构上。因此，在科研界中，冷冻电镜资源的获取门槛极高。然而，这一门槛正在被逐渐降低：许多国家级设施都启动了冷冻电镜人才培养计划，以降低冷冻电镜运维的人力成本。一些大型制药公司也开始进行内部投资，设立最先进的冷冻电镜设施。此外，冷冻电镜设施的可复制性远超晶体学极其昂贵的同步加速器和线性加速器，使得该技术更有发展前景。随着100kV电子束技术的发展，未来可能会出现性价比极高的冷冻电镜，增加其在药物发现领域中的应用场景。鉴于2018年FDA批准的药物中有49%来源于中小型公司，降低冷冻电镜的成本将使冷冻电镜技术得到更广泛的应用。最近对SARS-CoV-2相关蛋白的结构表征证明了冷冻电镜的无限潜力。在病毒爆发后的几个月内，科学家们利用冷冻电镜，以极快的速度解析了新冠病毒刺突蛋白的几种构象，以及它与人源血管紧张素转换酶或许多中和人源抗体片段的复合物的结构。最近获得FDA批准的用于治疗COVID-19的再利用药物瑞德西韦(Remdesivir)与SARS-CoV-2 RNA聚合酶结合的结构也已被冷冻电镜解析。鉴于X射线晶体学一直是病毒RNA聚合酶结构测定的传统方法，对新冠病毒的冷冻电镜结构解析是一个颠覆性的创新，凸显了冷冻电镜的高时效性特点在快速反应研究中的应用。此外，冷冻电镜的分辨率仍在大幅提高，最近的一份报告指出，作为冷冻电镜的代表性复合物结构，去铁蛋白apoferritin的分辨率达到了1.25Å，该分辨率足以对单个原子进行精准定位，在某些情况下甚至可以解析氢原子和质子化态。毋庸置疑，在样品制备良好的情况下，冷冻电镜的不断改进将持续打破结构解析的分辨率记录。冷冻电镜在药物发现和开发方面的应用将进一步受益于该技术的全面自动化。在载网准备方面，一些自动化工具正在出现，以解决不可重复性和样品浪费的难题。这些技术的改进不仅会提高自动化的程度和可及性，还可能解决冷冻电镜载网制备中的其他难题，如减少颗粒在空气及水中的暴露程度。此外，机器学习方法和深度神经网络也是提高颗粒筛选速度和准确性的关键。这些自动化方法甚至有望在未来成为冷冻电镜的核心技术，从而推动冷冻电镜在药物发现领域的发展。主流硬件和软件的改进也有望提高冷冻电镜在SBDD领域的可及性。例如，更高效的检测设备能显著提高冷冻电镜的产能。在一个标准的数据收集过程中，老式的检测器相机可以每次收集1个影像，每小时产生50个影像，而较新的检测器可以每次收集9-16个影像，每小时可以产生超过200个影像，进而转化为每24小时收集的数百万颗粒投影数据。此外，虽然今天许多最高分辨率的结构是用300kV冷冻电镜获得的，但这些机器非常庞大，且前期和维护成本昂贵。在许多情况下，对于单颗粒分析中使用的薄样品，200kV的显微镜可能就足够了，甚至100kV的显微镜也可以用来获得分辨率高达3.4 Å的结构。分子动力学的新窗口结合硬件和数据处理方面的改进，冷冻电镜的潜力将进一步被释放。当X射线晶体学受限于结晶条件而无法解析时，冷冻电镜的低样品需求大幅降低了数据收集的门槛，使我们得以看到样品的构象连续体或一系列不同的能量最低状态，为大分子动力学提供了新的窗口。图4.单一的冷冻电镜数据集，投影的三维分类显示了两种不同的构象，代表了两种不同的G蛋白偶联受体-G蛋白相互作用的状态，代表了两种热力学上可比较的构象。在典型状态下(左边，PDB ID 6OS9)，受体以典型的方式与G蛋白结合，其中核苷酸结合口袋为GTP结合做准备。在非经典状态下(右图，PDB ID 6OSA)，G蛋白异源三聚体与经典状态相比旋转了45°，代表了沿G蛋白偶联途径的中间配体结合受体状态。缩写：α-N=G蛋白的N端α螺旋；cryo-EM=冷冻电镜；TM=跨膜螺旋。一些计算工具，例如二维和三维分类以及子区域的重点细化，能够利用数据集内颗粒的异质性来模拟大分子活性成分的运动。在我们(作者)小组最近的一个例子中，对神经紧张素1受体的冷冻电镜单颗粒分析结果揭示了先前识别的G蛋白、激动剂结合状态和G蛋白偶联通路上的一个新的中间状态(图4)。最近，我们(作者)还将AI深度学习网络应用于冷冻电镜数据集，揭示了26S蛋白酶体的构象动态，使解析出的结构细节达到了前所未有的原子级水平。随着分辨率和分类工具的不断改进，我们将获得更精细的构象变化。有了以上这些技术，再加上分子动力学模拟和机器学习方法等计算技术，我们将得以对配体结合的复杂过程进行更精确的建模，从而揭示全新的、可成药的中间状态。结语尽管冷冻电镜已经在SBDD领域取得了飞跃性的进展，但它的潜力远不止于此。在三维分析重构及深度学习算法等领域，若能将计算工具与更大、更高质量的数据集结合并进行训练，我们将能够描述蛋白质甚至其配体的更小幅度、更高分辨率的动态运动。我们还期望冷冻电镜在时间维度上的结构解析方法将使人们对大分子复合物的结合和解离过程有更深了解，为靶向药物的研发提供更多思路和机会。目前晶体学和大多数冷冻电镜结构所提供的只是能量最小值的瞬间结构，但对于开发新的药物作用模式而言，对机制和中间状态的理解至关重要，所以我们若能获取构象的动态信息，则对理性药物设计具有突破性意义。在综合了冷冻电镜的软硬件及方法的快速发展之后，我们可以得出结论：冷冻电镜有望为药物发现和人类健康做出巨大贡献。词表：1. 激动剂一种通过增加受体活性以产生生物反应的物质。2. 拮抗剂(也称中性拮抗剂)一种能阻断激动剂或反向激动剂的物质，在不存在激动剂或反向激动剂的情况下便没有活性3. 生物制药在生物活体中制造的药物，可能含有重组蛋白、糖类、基因疗法或核酸。4. 电子密度图电子密度与晶体中每一个晶胞位置的关系图，以二维或三维表示，由解析X射线衍射图案得出。5. 静电势图(即库仑势图)即样品中电荷分布的二维或三维表示。在电子显微镜中，静电势图由电子被与样品相互作用时产生的库仑力散射而产生。6. 基于片段的药物发现FBDD一种药物筛选方法，以评估小分子量的化学片段与期望靶点相结合的能力的方式，确认后续的药物化学实验方向。7. 反向激动剂一种通过减少受体的基础活性以产生生物反应的物质。8. 脂质立方相结晶基于脂立方相的蛋白结晶技术，采用脂立方相模拟生物膜环境，膜蛋白可以在脂质双分子层中相互接触，在合适的条件下形成晶体。9. 脂质纳米盘一个纽扣电池形状的盘状脂质双层，由两个环绕的两亲性螺旋蛋白(膜支架蛋白)稳定并使其可溶于水。10. 冷冻电镜负染一种将重金属盐染色剂嵌入并固定在生物标本上，并在室温下进行电子显微镜成像的技术方法。尽管只能在低分辨率(~2纳米)下观察标本的形状，但这种技术对于简单和快速评估样品质量是很有价值的。11. 时间分辨的冷冻电镜方法在动态构象转变的特定时间间隔内对生物样本进行速冻，并使用冷冻电镜技术进行可视化的方法。

疫情限制了我们的出行，阻止不了我们创新、前进的脚步。Antylia旗下Cole-Parmer多款摇床、自然对流和强制对流培养箱全新上市，诚邀您和我们一起云聚会！5月18日10:00-11:30，直播间新品闪亮登场，惊喜享不停！01多款摇床全新/升级面世从微量离心管到培养皿、培养板到锥形烧瓶，几乎所有容器都可以使用摇床。摇床常见的振荡方式有3D运动、跷板运动、轨道式运动和往复运动，此外还有模拟手摇晃烧瓶产生的剧烈摇晃运动的腕式运动。其中3D运动比较轻柔，适合精细的细胞培养、染色和脱色；跷板运动可在样品中产生波浪运动，非常适合清洗；轨道运动可对样品提供涡旋作用，非常适合曝气；线性振动筛更具攻击性，使其非常适合萃取等应用；腕式烧瓶振荡摇床可将运动直接施加到样品容器上，而不是通过平台施加，将样品容器（通常是烧瓶）固定在颈部周围，并以枢转的方式摇动，模仿了用手摇晃烧瓶时会产生的剧烈摇晃动作，非常实用萃取。此次，Cole-Parmer共计10个型号摇床产品全新/升级面世，包括大/小型轨道式摇床、大型往复式摇床、3D式摇床、跷板摇床、微孔板振荡混合器摇床、腕式烧瓶振荡摇床等。摇床资料请至资料下载页查看。02自然对流和强制对流培养箱自然对流确保腔内温和、自然的空气热量循环；减少样品间的交叉污染；温和、自然的空气循环不会对培养造成压力，可以保证培养的一致性。强制对流保持腔内持续空气热量循环，以实现更有效的热量分布；由于持续的空气循环，加热速度更快，温度一致性更好。Cole-Parmer自然对流和强制对流培养箱，可以用于细胞培养、组织培养、生化研究、发酵研究、荧光显微镜用抗体和细胞、基因工程，通过保持有利的条件和稳定的环境，促进细胞和微生物培养物的生长。相较于一般的培养箱，Cole-Parmer自然对流和强制对流培养箱具有如下特性：自然对流独有特性自然热流的重力对流，确保腔室内温和、自然的空气循环，避免样品的潜在交叉污染容量：16L/35L/50L/115L/210L可选强制对流独有特性有效热分布的机械对流，确保更快的加热时间和更好的温度均匀性容量：16L/35L/50L/80L/160L/270L/ 420L可选420L具有双门和脚轮培养箱资料资料请至资料下载页查看。关于 AntyliaAbout usAntylia Scientific是生命科学领域的全球开拓者，多样化的产品涵盖了实验室仪器与耗材、试剂标准品、诊断和环境类产品等，致力于服务制药、医疗、科研院所、环境以及各类工业细分市场。前身为科尔帕默，我们拥有广受市场认可的知名品牌和产品组合，如环境采样和测试创新者EnvironmentalExpress；可追踪的实时监测和冷链储存专家Traceable；我们的标液和诊断测试专家SPEX和ZeptoMetrix ；以及我们的实验室通用仪器与耗材品牌Cole-Parmer。

冷冻干燥是利用升华的原理进行干燥的一种技术，是将被干燥的物质在低温下快速冻结,然后在适当的真空环境下,使冻结的水分子直接升华成为水蒸气逸出的过程. 冷冻干燥得到的产物称作冻干物，该过程称作冻干。 物质在干燥前始终处于低温(冻结状态),同时冰晶均匀分布于物质中,升华过程不会因脱水而发生浓缩现象,避免了由水蒸气产生泡沫、氧化等副作用。干燥物质呈干海绵多孔状，体积基本不变，极易溶于水而恢复原状。在最大程度上防止干燥物质的理化和生物学方面的变性。 冷冻干燥机原理简单易懂，但是在应用在具体行业里时，却也有着很多的区别。 近代干燥机开始使用的是间歇操作的固定床式干燥机。19世纪中叶，洞道式干燥机的使用，标志着干燥机由间歇操作向连续操作方向的发展。回转圆筒干燥机则较好地实现了颗粒物料的搅动，干燥能力和强度得以提高。一些行业则分别发展了适应本行业要求的连续操作干燥机，如纺织、造纸行业的滚筒干燥机。 20世纪初期，乳品生产开始应用喷雾干燥机，为大规模干燥液态物料提供了有力的工具。40年代开始，随着流化技术的发展，高强度、高生产率的沸腾床和气流式干燥机相继出现。而冷冻升华、辐射和介电式干燥机则为满足特殊要求提供了新的手段。60年代开始发展了远红外和微波干燥机。用于进行干燥操作的机械设备类型很多，根据操作压力可分为常压和减压（减压干燥机也称真空干燥机）。根据操作方法可分为间歇式和连续式。根据干燥介质可分为空气、烟道气或其他干燥介质。根据运动（物料移动和干燥介质流动）方式可分为并流，逆流和错流。 按操作压力，干燥机分为常压干燥机和真空干燥机两类，在真空下操作可降低空间的湿分蒸汽分压而加速干燥过程，且可降低湿分沸点和物料干燥温度，蒸汽不易外泄，所以，真空干燥机适用于干燥热敏性、易氧化、易爆和有毒物料以及湿分蒸汽需要回收的场合。 在具体应用中，如：海参冻干，机械冻干，药物冻干，食品冻干，都是应用着不同的类型的冻干设备。 简单的说，就是冻干所需要技术条件，科技条件。难度越大，要求越高，产品的成本自然也更高，价格也更高。 产品的捕水量，最低温度也是有区别的。具体的需求量，还是要看产品的要求。

为回馈所有新老客户对奥豪斯产品的支持，奥豪斯特启动此次八月特别回馈活动。活动有效期：即日起至2023年8月31日活动内容：凡在有效期内，咨询奥豪斯如下产品：- 分析天平、精密天平、水分仪、粮食水分仪- pH计、电导率仪、溶氧分析仪、离子计、比色计、浊度计- 离心机、冷冻离心机、高速离心机、低速大容量离心机- 磁力加热搅拌器、顶置搅拌器、摇床、涡旋混匀、金属浴- 台秤、案秤、计数称、平台秤、称重仪表经确认确有采购需求后，将获得精美礼品一份。信息收集后，礼品将在活动结束后一个月内发放完毕（官方客服将来电告知，请注意接听。）感谢参与奥豪斯市场活动，祝您生活工作愉快！奥豪斯集团成立于1907年，拥有遍布各地的营销、研发和生产基地。通过不断为各地用户提供优质的称量产品与完善的应用方案，奥豪斯产品已遍及环保、疾控、食药、教学科研、食品、新能源和制药工业等各种应用领域，赢得了广泛的认可与青睐。我们致力于提供符合各国安全、环境及质量体系的产品，涵盖电子天平、台秤、平台秤、案秤、摇床、台式离心机、加热磁力搅拌器、涡旋振荡器、干式金属浴、实验室升降台和电化学产品等。

冷冻干燥蛋白酶是在生物制药、生物化学实验和分子生物学研究等领域中常见的操作，该过程能够保留蛋白酶的活性，延长其保存时间。以下是冷冻干燥蛋白酶的一般操作流程：1. 准备工作：选择蛋白酶： 根据实验需求选择合适的蛋白酶，确保其适用于冷冻干燥的过程。准备样品： 准备含有蛋白酶的溶液。注意溶液的浓度和成分，确保其适用于冷冻干燥处理。 2. 冷冻：样品冷冻： 将蛋白酶溶液以合适的体积倒入冷冻盘或其他冷冻容器中，然后放入冷冻设备冷阱室中，确保冷冻过程中样品均匀冷却。冷冻温度： 控制冷冻温度，通常是零下温度，使蛋白酶迅速冻结。 3. 冷冻干燥：转移： 将冷冻的样品迅速从冷阱室内转移到冷冻干燥机的干燥架上。真空抽气： 启动冷冻干燥机的真空泵，建立真空环境，抽除样品中的水分。升温阶段： 开始升温（提供样品中水分升华时所需的热量），使蛋白酶在真空条件下升华，从而去除水分。等温阶段： 在升温后的一定温度下保持稳定，确保样品中的水分充分升华。 4. 收集和存储：冷冻干燥结束： 当冷冻干燥结束后，停止真空，关闭冷冻干燥机。收集样品： 从冷冻干燥机中取出样品。注意避免受潮，尽快妥善保存。存储： 将冷冻干燥后的蛋白酶样品存储在防潮、密封的容器中，最好在-20°C以下的低温环境中保存，以确保长期稳定性。 注意事项：操作过程中要防止样品过度升温，以免影响蛋白酶的活性。确保冷冻干燥机和其他设备的清洁和维护，以保证实验的准确性和重复性。操作过程中要避免样品受到空气湿度的影响，尽量在湿度低的环境中进行。这个操作流程是一般性的指导，具体操作可能因使用的冷冻干燥机型号和蛋白酶种类而略有不同。在操作过程中，请参考设备和试剂的使用说明书，确保按照正确的步骤进行操作。

真空冷冻干燥机制冷系统常见的故障及排除方法 真空冷冻干燥机广泛用于医学、制药、生物研究、化工和食品等领域。经冷冻干燥处理的物品易于长期保存，加水后能恢复到冻干前状态并保持原有生化特性。LGJ-18N系列立式冷冻干燥机，适用于实验室使用或少量生产，可满足大多数实验室常规冻干的要求。 　　真空冷冻干燥机制冷系统常见的故障及排除方法： 　　1)高压报警。出现高压报警的主要原因有: 　　①冷却水水温过高或冷却水量不足。 　　②冷凝器内部结垢，导致换热效率降低。 　　③压缩机工作时，低压管道发生泄漏，从而导致外界空气进入制冷系统。 　　④制冷管道存在未开足阀门或因管道被堵而造成排气不畅的情况。 　　解决办法: 　　①降低冷却水温度或增加水流量。 　　②清洗冷凝器的冷却水管路。 　　③对制冷管道进行检漏，如果在工作中无法实现该项操作，可将水冷凝器上方的截止阀打开，使存在于冷凝器中的空气排放出一部分。 　　④将压缩机管道.上的阀门开启到最大。 　　2)水压报警。水压报警的主要原因有: 　　①冷却水供水压力不足或供水泵不运转。 　　②水压力控制器故障。 　　解决办法: 　　①增大外部供水压力或检修供水泵。 　　②检查压力控制器的触头是否能正常工作或检查在其线路.上是否存在其他问题。 　　3)压缩机吸气温度异常。吸气温度异常的主要原因是膨胀阀调节不当，开启度过小或过大，导致回气量过小或过大。其解决办法是对膨阀进行调节，如回气量过大，应关小开启度，如回气量过小，应开大开启度，调节过程中以微调为主，多观察压缩机的回霜情况。 　　4)膨胀阀堵塞。堵塞分泌物物堵塞(脏堵)和冰堵塞两种。 　　①杂物堵塞。在堵塞不严重时，可用扳手轻轻敲打阀体，经振动使阀体疏通。若不奏效或膨胀阀很快又重新堵塞，则说明堵塞严重，应拆卸膨胀阀，对膨胀阀滤网进行清洗，清洗完后重新装上即可。 　　②冰堵。出现冰堵，应更换冷凝器出液端过滤器。 　　5)载冷剂泄漏 　　可用肉眼观察，查找板层，软管上的泄漏点。若发现可疑漏点，应放空板层或软管内的载冷剂，对泄漏点进行充压确认，确认后放气补好泄漏点，重新加入载冷剂并排出板层和软管内气体。

p style="text-indent: 2em text-align: left "strongspan style="text-indent: 2em "仪器信息网讯/span/strongspan style="text-indent: 2em " 据中新网深圳消息，1月29日上午，深圳市政府新闻办在深圳市政府新闻发布厅举行抗击疫情新闻发布会，深圳市卫生健康委员会主任罗乐宣表示，span style="text-indent: 2em color: rgb(0, 112, 192) "strong深圳市第三人民医院已与南科大冷冻电镜中心对接，病毒分离成功后立即开展病毒颗粒结构解析工作/strong/span。在临床研究方面，已启动现有抗艾滋病药物克力芝和法匹拉韦用于新型冠状病毒感染的肺炎的抗病毒治疗的临床研究。正在探讨抗SARS病毒治疗性抗体和多肽阻断新型冠状病毒感染的临床研究可行性。/span/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 249px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/c296b061-b8ad-493d-b154-28b7e5a3eb0a.jpg" title="现场.jpg" alt="现场.jpg" width="450" height="249" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center text-indent: 0em "span style="text-align: center text-indent: 0em color: rgb(0, 176, 240) "深圳疫情防控工作新闻发布会现场/spanspan style="text-align: center text-indent: 0em "（朱族英 摄）/span/pp style="text-indent: 2em "据报道，深圳启动了“span style="color: rgb(0, 112, 192) "strong新型冠状病毒感染应急防治/strong/span”专项，由深圳市疾控中心开展流行病学研究；深圳市第三人民医院开展临床诊疗标准及治疗性抗体研发；深圳湾实验室联合深圳市第三人民医院、深圳市疾控中心开展2019-nCoV新型冠状病毒分子作用机制、与其他冠状病毒的差异、进化与变异预测、诊断及治疗性抗体、应急疫苗和抑制剂等研究。同时，深圳市第三人民医院已与南科大冷冻电镜中心对接，病毒分离成功后立即开展病毒颗粒结构解析工作。/pp style="text-indent: 2em "截至2020年2月3日11时，深圳累计报告新型冠状病毒感染的肺炎确诊病例226例，治愈出院5例，无死亡病例。/pp style="text-indent: 2em "strong关于南方科技大学冷冻电镜中心/strong/pscript src="https://p.bokecc.com/player?vid=E4B3B4618A761C179C33DC5901307461&siteid=D9180EE599D5BD46&autoStart=false&width=600&height=490&playerid=5B1BAFA93D12E3DE&playertype=2" type="text/javascript"/scriptp style="text-indent: 2em "南方科技大学冷冻电镜中心是深圳市政府出资、南方科技大学牵头建设的重大基础科学设施公共平台，总建筑面积1256平方米，筹建于2017年6月，并于2018年11月在南方科技大学生物楼一楼揭牌成立并投入使用。该中心旨在支撑深圳市、粤港澳大湾区及中国南方在生物医药、精准医学、新能源新材料方面的科学研究及产业升级，并积极服务于国家战略需求，构建人类命运共同体和推进 “一带一路”发展。/pscript src="https://p.bokecc.com/player?vid=1D3D94460B42E58A9C33DC5901307461&siteid=D9180EE599D5BD46&autoStart=false&width=600&height=490&playerid=5B1BAFA93D12E3DE&playertype=2" type="text/javascript"/scriptp style="text-indent: 0em text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "南方科技大学冷冻电镜中心成立CCTV13报道/span/pp style="text-indent: 2em "作为南方科技大学冷冻电镜中心的科学顾问委员会成员，span style="color: rgb(0, 112, 192) "strong2017年诺贝尔化学奖获得者、冷冻电镜技术开创者之一理查· 亨德森（Richard Henderson）/strong/span表示，strong南科大冷冻电镜中心落成之后，将会成为全球最大的三个冷冻电镜中心之一。/strong目前，世界上大概有100个类似的研究机构，南科大冷冻电镜中心落成之后，其研究能力将会达到全球的前5%，对相关科研领域的研究产生更大的影响。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 498px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/c019c9ad-1903-4ba7-9efd-b6dc772f216c.jpg" title="部分仪器设备.png" alt="部分仪器设备.png" width="600" height="498" border="0" vspace="0"//pp style="text-indent: 2em text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "南方科技大学冷冻电镜中心部分仪器设备/span/pp style="text-indent: 2em "作为深圳市重大基础科研设施平台，平台支持的技术领域主要有低剂量冷冻高分辨显微成像、单颗粒冷冻电镜、电子断层成像、微晶电子衍射、细胞和组织生物学电镜研究等。中心拟安装300kV冷冻电镜6台以及200/120kV电镜、扫描电镜、以及围绕这些显微成像设备相关的样品制备仪器，包括常温/低温超薄切片机、高压冷冻仪、投入式快速载网冷冻仪、真空镀膜仪、表面等离子清洗仪等。此外，平台拥有完整的显微图像数据存储和处理高性能计算机集群一套。/ppbr//p

冷冻饮品是以饮用水、食糖、乳制品、水果制品、豆制品、食用油等中的一种或多种为主要原料,添加或不添加食品添加剂,经配料、灭菌、凝冻而制成的冷冻固态制品。近些年来,微生物超标依然是冷饮食品质量安全的主要问题之一。　　质监局有关专家介绍，每年质监部门都不定期对市场上的冷饮进行抽查，每次抽查的结果都没有100%达到合格。问题主要集中在生产、运输和销售的环节上。菌落总数、霉菌、酵母菌等微生物超标是冷饮常见的问题。菌落总数超标，冷饮爽口不爽心夏天吃冷饮固然爽口又爽心，吃到不合格产品，一只冰糕下肚，等于吞下去不计其数的霉菌、酵母菌。　　存在的主要问题是细菌菌落总数和大肠菌群超标。细菌菌落总数的超标可能是生产过程中设备的通道、包装容器材料、空瓶、瓶盖消毒不彻底，生产工艺落后所致，因此必须加强生产工具、容器机械清洗消毒和机械设备的清洗消毒，改进落后的生产工艺，提高机械清洗消毒和机械化的生产能力。大肠菌群超标可能与水源直接或间接受到污染，从业人员个人卫生习惯较差有关，为此应加强法制教育，严格执行《食品卫生法》和国家对冷饮食品的卫生管理办法，坚持对从业人员体检和冷饮卫生知识的培训。应加强冷饮食品卫生预防性监督管理力度和卫生知识宣传教育的深度，把重点放在防止微生物的污染和个体私营单位的管理。　　冷饮在加工过程中，需要经过复杂的过程，对调料的配置、配料的粉碎等等，都需要经过较长的过程，且加工的过程中，冷饮直接裸露于空气之中的时间较长，容易造成菌落数超标和二次污染的问题，在包装之前，需要不间断的对于整个加工过程进行消毒灭菌。　　所以，需要找到一种正确实用高效的消毒灭菌方式才能很好解决冷饮菌落总数超标问题。　　动态消毒灭菌方式能够很好地应用于冷饮的加工过程，在包装之前，能够对于整个生产环境进行不间断消毒灭菌。据上海康久消毒技术有限公司工程师周立法介绍，这种消毒灭菌技术的杀菌原理是通过特殊的脉冲信号使得NICOLER发生腔产生逆电效应，生成大量的等离子体。在负压风机的作用下，污染空气被抽进发生腔内，带负电细菌被分解击破，整个杀菌过程只需0.1秒，再经药物浸渍型活性炭等组件二次杀菌过滤后，受控环境保持在“无菌无尘”标准。由于在对车间消毒时，人可同时在车间内工作，所以，该杀菌技术也可称作为“食品动态杀菌机”。　　定期清理奶垢能有效的防止微生物的滋生，而在清理奶垢时应注意空气杀菌，可大幅度减少微生物超标的可能性。

施一公和他的研究团队在实验室　　核心提示丨“这张幻灯片是最简单的，也是最难得的。” 在昨天上午的施一公研究组剪接体的三维结构RNA剪接的分子结构基础重大成果发布会上，清华大学生命科学学院院长、生命科学与医学研究院院长施一公打开一张照片，如是说。　　这个诞生了世界级顶尖成果的实验室，究竟有什么与众不同之处?剪接体的三维结构，是如何一步步清晰地呈现在世人面前?昨日，大河报记者实地探访施一公团队的实验室。　　探访丨废寝忘食做实验，每个人都是拼命三郎　　“你只要去实验室就会有人。”昨天中午12点，发布会刚结束，记者询问施一公团队的闫创业博士，实验室中午有没有人在时，他这样回答。　　施一公团队的实验室，位于清华大学医学科学楼三楼。记者进入实验室时，已经是12点15分。虽然正值午饭时间，但是实验室内，仍有不少人在埋头工作。　　实验室如同一个布满试管、药水瓶、白大褂的森林，让人看着眼晕。施一公说，这项成果最大的困难，是样品准备。“也就是说如何让蛋白质服服帖帖、性质稳定，成为适合结构解析的样品。”　　在实验室的摇床上，养着酵母。这些酵母承担着做成冷冻样品的重任。前期样品的制备主要由杭婧和万蕊雪承担。由于经验相对缺乏、没有师兄师姐可以请教，她们只能依靠阅读大量的文献和反复进行实验来不断探索前行。到了课题的攻坚阶段，每天在实验室工作14-16小时。即便在这样的工作状态下，也没有人敢松懈。“我们都很有危机感，因为我们知道这个课题的重要性，也知道很多团队都在做，而科学上只有第一没有第二，如果我们自己不沉下心来努力，一旦别人首先发表，我们之前的工作意义就会大打折扣。”万蕊雪说。　　冲刺丨最后两个月，施一公团队每天“玩命写论文”　　带领他们往前冲、努力拼的正是施一公教授。时间跳转到2个月前，这项研究的最后冲刺阶段。施一公带领3个学生每天“玩命写论文”。那段时间，他们每天写论文到凌晨，有时候甚至写到早上5点。“回到家6点多，躺下睡到8点又起来接着写。”施一公说，“身体极其疲乏，但精神亢奋，睡不着。”就连在送孩子回河南老家的火车上，4个小时的车程，施一公就埋头写了4个小时。某天凌晨3点，还在办公桌前写论文的施一公忽然尾椎抽筋，一动不能动，这样的突发状况吓坏了3个学生。休息了一会缓过来后，施一公起身在办公楼里快走了好几圈，终于才渐渐恢复。　　跟着施一公一起“玩命写论文”的3位学生，就是这2篇文章的共同第一作者——清华大学生命学院闫创业博士，医学院博士研究生杭婧、万蕊雪。3人中，年龄最大的闫创业今年30岁，而杭婧和万蕊雪则分别是26岁和25岁。　　“我的作用，主要是带这个团队讨论问题。我是打酱油的。”施一公开玩笑说。实际上，他的刻苦，带领这个团队一直向前冲。早在研究生阶段后期，施一公的刻苦在实验室是出了名的。在纽约做博士后时期，施一公每天晚上做实验到半夜3点左右，回到住处躺下来睡觉时常常已是4点以后 第二天9点左右又会准时回到实验室。当时他住在纽约市曼哈顿区65街与第一大道路口附近，离著名的中央公园很近，那里时有文化娱乐活动，但在纽约工作整整两年，施一公从未迈进中央公园一步。　　挑战丨竞争对手这么多，做不出成果怎么办?　　其实，早在10多年前，施一公就曾想开展剪接体结构的研究。“回国后，实验室刚建立起来，想找一些可以很快出成果的课题让学生们做，帮助他们树立科研信心。”施一公坦言，2009年，他的课题组开始正式进入剪接体研究的核心领域。　　国内外竞争对手这么多，如果这个课题做不出成果怎么办?杭婧曾有过担心和怀疑。“我们选择从小处着手，试图从解析剪接体复合物中的一些重要组成蛋白的结构开始，逐步接近目标。”杭婧说，2014年初，团队首次报道剪接体复合物中重要组成蛋白Lsm七聚体及其在RNA结合状态下的晶体结构，文章发表于《自然》，给了大家极大的信心。　　“我们的成功主要有三点。一是有三个学生，技术炉火纯青。二是很有胆识，找到正确的物种来做，并在计算方式上大胆改进。三是在合适时间做。现在清华有合适的冷冻电镜。”施一公总结，而我，在关键时候做一个判断。收完样品后，我说，只要有15埃的分辨率就很好了，如果做到15埃的分辨率，就发个文章，告诉大家我们也做了几年。结果算出来竟然有3.6埃。我们在今年整个4月份里做计算，那一个月突破连连、都跟做梦似的!　　机遇丨幸运之神，何以垂青施一公团队?　　3.6埃的分辨率是啥概念?施一公回答：几乎看到原子。他特别提出，如果没有清华大学冷冻电镜平台，是不可能完成这项成果的。　　冷冻电镜相当于一个照相机，当前面提到的冷冻样品被送到冷冻电镜时，会生成很多数据。这就相当于一个三维的东西，拿二维照相机拍很多张照片，重构出三维模型。而这个三维模型，就是剪接体的三维结构。　　在生命科学领域，研究蛋白质结构有三种主要方法：X射线晶体衍射、核磁共振以及单颗粒冷冻电子显微镜(冷冻电镜)。施一公说，早在冷冻电镜技术还远未成熟的2007年，清华大学就在上述三种方法中选择了重点发展冷冻电镜技术。　　“剪接体很多人想做。我1995年做博士后，一位曾经获得诺贝尔奖的科学家说，剪接体做不下去，太动态。它被称为大家都想做的‘终极课题’。”施一公说，大家都知道这些东西是核心的东西。但是剪接体不敢碰，因为手段不存在，就是没法做。很低分辨率，看得模模糊糊。“真正有胆儿做，还不行，还得时机成熟。2013年初，在世界科研科学领域，冷冻电镜技术取得突破。打个比方说，以前的照相机技术不行，照片非常模糊，有层霜。2013年，这层霜去掉了。这时候，我们的研究才突飞猛进。”　　施一公说，如果没有冷冻电镜技术，就完全不可能得到剪接体近原子水平的分辨率。“如果没有冷冻电镜肯定做不到今天的结果，而当年确实没想到冷冻电镜会出现飞跃性的进展。但是你不能等到万事俱备的时候才开始，那时候黄花菜都凉了。”

“ 了解喷雾干燥 & 冷冻干燥 帮你拿下实验室的 MVP！喷雾干燥和冷冻干燥是实验室常用的两种方法，在进行项目课题“升级打怪”过程中贡献出大量战绩。所以，如何准确选择合适的处理方法，关系到制备样品的后续应用。我们将喷雾干燥和冷冻干燥的相关知识点整理分类，希望可以帮助大家更好的了解这两种技术，选择更合适您的样品的处理方法。喷雾干燥喷雾干燥是物料干燥和粉体制备的常用方法。液体浆料在喷嘴处雾化成极细的雾滴，极大增加了水分表面积，细小雾滴与热空气接触过程中水分迅速汽化，使物料中固体物质干燥成粉末，即得到干燥产品。使用实验级别喷雾干燥仪，一般液滴干燥成粉末仅需要几秒钟的时间；并且能直接使溶液、乳浊液、分散液干燥成粉状或颗粒状制品，可省去蒸发、粉碎等工序。喷雾干燥技术特点1广泛应用于食品、制药、化工材料等行业，用于干燥、造粒工艺研究和生产。2一步工艺就能完成液体到粉体的转化，工艺简单，可复制性强，瞬间干燥，有效保留活性成分，适用于热敏性物料。3干燥过程高效迅速、处理量大，一般实验室型号处理水溶液物料效率可达 1L/h，同时也可以处理低至个位体积的少量样品。4喷雾干燥的颗粒较为均匀，有很好的流动性，在干燥的同时完成造粒、合成等工艺。2通过配方设计等改变产品的粒径大小、形态或密度，不容易引入杂质，提高产品生产质量标准。6通过设置参数可以控制干燥物料含水率（1-5%），以保证产品可以长期存放。相关设备推荐步琦小型喷雾干燥仪 B-290更多设备信息和应用案例可以关注公众号-产品系列冷冻干燥冷冻干燥又称为升华干燥或真空冷冻干燥，是物料干燥最常用的一种方法。物料的干燥过程发生在水的三相点以下，通常需要压力低于 6.11 hPa，温度低于 0 ℃。冷冻干燥的前提是保证物料完全冷冻，首先将含水物料冷冻到冰点以下，使液态水转变为固态冰，随后在真空条件下由冰直接转变为蒸汽而除去。蒸汽溢出需要借助外部提供热量，这部分所需的热量，一般通过热辐射方式进行供给。冷冻干燥过程中物料一直停留在样品容器中，因此物料不受破坏，也不会产生损失。冷冻干燥技术特点1广泛应用于各类行业，适合各种类型的物料，是一种非常柔和的干燥工艺。2在冷冻干燥过程中，微生物的生长和酶的作用无法进行，因此能稳定维持原有性状，同时整个工艺还可以在无菌条件下进行。3工艺过程在低温低氧的条件下进行，特别适合处理热敏性物质和易氧化物质。4冷冻干燥后物质呈海绵状、疏松多孔，体积几乎不变，可以保持原有的体积结构。2干燥能除去 95-99% 以上的水分，使干燥后产品能长期保存而不致变质。6干燥工艺时间长，需要 24h 左右或者更长的时间。相关设备推荐步琦冷冻干燥机 L-200更多设备信息和应用案例可以关注公众号-产品系列下表总结对比了喷雾干燥和冷冻干燥技术的区别点，希望可以帮助您更轻松的了解这两项技术。喷雾干燥冷冻干燥+ 时间短- 时间成本高+ 产品粉末状- 产品多呈块状，需碾磨+ 易于放大实验- 不易放大实验+ 适用所有溶剂- 部分溶剂使用受限- 回收率限制，通常60 – 70 %+ 产率基本可达 100 %- 部分热敏性样品受限+ 适合极端温度敏感样品步琦拥有包含旋转蒸发、喷雾干燥及冷冻干燥等完整干燥解决方案，非常欢迎您留言与我们技术交流。

2020年1月8日，《浸渍冷冻智能化装备集成研究及冬奥会测试赛食品供应应用示范》课题启动暨东华理工大学直接质谱分析技术合作签约仪式在北京晶品赛思科技有限公司举行，来自课题承担单位、相关政府部门以及合作企事业单位的近30位代表参加会议。　　会议现场　　作为北京市科委首都食品质量安全保障项目，本课题由中国农业大学、北京市辐射中心、北京晶品赛思科技有限公司、北京顺鑫国际农产品供应链管理有限公司联合承担。本课题通过对一系列关键技术的研究，将开发集物料冻结时间自动测算、真空包装、快速冷冻和数据共享等一体化的智能装备，并在北京冬奥会测试赛中进行应用示范，为今后直接服务于2022年北京冬奥会和首都市场食品供应奠定基础，更将为未来更多大型国际赛事的食品冷链物流需求传授“中国方案”，输出“中国标准”。签约现场现场合影　　为了进一步突出与增强本课题研究成果的科学性、先进性和独特性，课题承担单位经过充分调研与讨论，并经由上级主管部门批准，会上正式签约引入东华理工大学陈焕文教授研发的直接质谱分析技术，主要用于对浸渍冷冻食品物料的风味品质、物质种类及其含量的变化进行分析和鉴定，为浸渍冷冻技术在食品冷链物流领域的应用可行性提供更为科学可观的理论依据。中国农业大学食品学院 王增利副教授　　作为本课题负责人，王增利副教授就本课题的研究背景、主要内容、技术路线、推广方案等八个方面进行了重点介绍。王增利副教授表示，与常规空气冷冻技术相比，浸渍冷冻技术具有生产成本低、新鲜度保持好等优势。本课题将在现有浸渍冷冻设备基础上增加智能化和标准化，提升其生产安全性，不仅对保障北京冬奥及首都的食品安全极具应用价值，还将极大促进浸渍冷冻技术在我国的推广与应用，具有显著的社会效益与经济效益。东华理工大学副校长 陈焕文教授　　作为课题合作技术方，陈焕文教授受邀作了《直接质谱分析可食样品研究》的主题报告。直接质谱分析技术在无需样品预处理的条件下，可以实现对复杂基体样品的快速、实时、在线、原位、活体分析，被誉为“开创了临床化学分析新领域”，并三度摘得江西省自然科学奖“桂冠”。目前，陈教授课题组已成功将直接质谱分析技术应用于食品中食源性兴奋剂、农残、兽残、高风险毒物、食品品质溯源鉴定等，相信这一技术在本课题的研究应用中将发挥积极且重要的作用。北京兴谷经济开发区管理委员会主任 付强北京市科委农村中心主管工程师 刘赛男北京市科学技术研究院辐射中心科办主任 顾海科　　会上，相关部门领导、企事业单位代表纷纷对课题启动会的召开表示了祝贺，并对直接质谱分析技术能够积极助力浸渍冷冻智能化装备的集成应用研究工作给予了肯定和欢迎，同时也对课题今后的实施与管理提出了要求和期望。现场演示：经过浸渍冷冻处理后的鲫鱼在解冻后“复活”了。现场演示：不用扎手指，只需呼一口气，即可无痛秒测血糖。

在适当的时候结束初级和次级干燥步骤是提高冷冻干燥过程效率的一个关键方面。使用压力作为终点判定标准是确定这两个冻干步骤终点的一个很好的方法。下文中会描述原理和相关的工具来进行压差测量。文中的实验数据对建立最合适的终点标准时会起到作用。上周末我和一群朋友去山里徒步旅行。我们走了几个小时，午饭时间到了一间小屋。此时，我们已经完全没有体力活动和呼吸新鲜的空气了。我们坐下来，点了很多好吃的东西，然后开始把自己弄得傻乎乎的。当我发现肚子里有压力和疼痛时，我才停下来。我的胃不舒服地扩大了我徒步旅行短裤的腰围，并成为这个午餐时间暴食的一个明显的终点标准。当我坐在那里，试图消化和准备继续前行时，我陷入了沉思。老实说，每当我陷入思考的时候，我通常都在想着实验室。当我感觉到胃里的压力逐渐减轻时，我回想起的不仅是一顿丰盛的饭菜，还意识到压力对于判定终点非常有帮助。我在之前已经讨论了冷冻干燥后使用温度来确定次级干燥步骤的终点。在这里，我想给您介绍一个基于压力差的替代方法。冷冻干燥事实上，压力差测试是一种非常好的无损终点检测方法，用于确定初级或次级干燥阶段的结束。该技术使用两种不同的压力计，一个皮拉尼传感器和一个电容压力计。皮拉尼传感器的工作原理是气体的热导率随压力变化。压力计用一根细导线悬挂在气体中，用电流加热来测量压力。在高压下，由于周围气体分子与金属丝的高碰撞率，金属丝将热能损失给气体。这一原理如下图所示。当真空降低时，气体分子的数量和周围介质的导电性一起减少。然后，媒介开始慢慢失去热量。由于这一过程依赖于气体分子的热导率和气体成分，皮拉尼传感器只能在其校准条件下显示正确的压力，而校准条件通常设置在纯氮或空气环境中。除了皮拉尼传感器外，电容式压力计还用于独立于气体成分测量压力。对于这种类型的压力计，电容信号的差异是由压力计内部的物理变化产生的，而不是气体性质的变化。因此，用电容式压力计测量压力与气体成分无关。如果您像我一样，您可能会想知道这两种工具在这种终点确定中是如何协同工作的。在冷冻干燥过程中，由于冰的升华，干燥室内的气体几乎完全由水蒸气组成。样品干得越多，气体成分的变化就越大。水蒸气被氮气或空气代替，直到干燥过程结束时，室内气体只含有纯氮气或空气。由于水蒸气的热导率比氮气的热导率高约 1.6 倍，皮拉尼压力计在纯水环境中的测量偏差约为 60%。皮拉尼压力计和电容式压力计只能在样品干燥后测量相似的压力，并且室内气体的成分主要是纯氮或空气。因此，当到达终点时，两个工具显示的压力相同。下图以图形方式描述了该过程。重要的是，压力波动阻止了这两种测量工具之间的差异达到零。一个合适的终点标准应高于压力波动引起的差值。该值还应足够低，以确保在切换到下一个冻干步骤之前，两个显示压力之间的差异在给定的时间内最小。听起来很简单。但是如何真正建立一个合适的终点标准呢？为了找到合适的压差，我们使用测试方案进行多次测试：我用甘氨酸溶液（去离子水中 5%W/V）作为试验溶液。将溶液在 -40°C 下冷冻 24 小时以上，并在冷冻干燥机上以 0.3mbar 的压力进行干燥。重要的是，在每次冻干循环之前，应进行真空试验，以校准皮拉尼压力计。此步骤是强制性的，以确保皮拉尼压力计在干燥阶段前后显示正确的压力。为了找到一个合适的终点标准，我以不同的压差作为终点标准进行了多次试验。当隔板的温度与样品的温度一致，两个压力计的压力合并时，终点检测成功。结果如下图所示：上图所示为压差为 0.05 mbar 的结果，中间图为 0.03 mbar，底图为 0.025 mbar 作为终点标准。在达到终点标准之前，压差至少保持 60 分钟。隔板温度用黄线表示，样品温度用红线表示，干燥箱压力用绿线表示，皮拉尼压力计在初级干燥（白色阴影）和二级干燥（灰色阴影）上用蓝线表示。同时显示达到压力（黑线）和温度终点标准（黑色虚线）的时间，以及该点相应的温度和压力差。结果表明，只有在压差为 0.025mbar 的循环中，压力曲线和温度曲线在切换到二级干燥之前同时合并。在 0.30 mbar 的设定压力下，0.025 mbar 或更小的压差保持 60 分钟以上可被视为合适的终点标准。对于简单的甘氨酸溶液来说，这没问题，但是对于那些需要二级干燥的更具挑战性的样品呢？嗯，我决定用美味的草莓进行冷冻干燥实验。草莓在 -40°C 下冷冻 24 小时以上，并在 0.3 mbar 的压力下冷冻干燥，初级干燥时隔板温度为 25°C，二级干燥时为 40°C。选择 0.025mbar 的压差作为终点标准。最大的草莓带着一个热电偶，这样样品的温度就可以与隔板温度相比较。上图显示了整个冻干循环，下图显示了二级干燥步骤的截取图。隔板温度用黄线表示，样品温度用红线表示，干燥箱压力用绿线表示，皮拉尼压力计用蓝线表示。图中的白色阴影表示初级干燥，而灰色阴影表示二级干燥。同时还显示了达到终点标准（黑线）的时间以及该点对应的温差。另，下图中的顶部线显示 37 小时后到达终点。此时，温度曲线和压力曲线在循环转换为二级干燥之前同时合并。在草莓的二级干燥过程中，当隔板温度升高（下图）并开始蒸发时，皮拉尼压力计出现一个明显的峰值。当使用温度测量来确定终点时，通常会忽略这个峰值，这表明了比较压力测量可以用于评估具有挑战性的样品的终点标准。我想指出的是，一个合适的终点标准是高度依赖于冷冻干燥循环中的干燥箱室压。这是因为干燥阶段的压差不是绝对的，但始终是在 60% 的室压下。因此，如果冷冻干燥方法的干燥腔室压力发生变化，则需要重复实验过程寻找适当终点标准。二级干燥阶段的终点标准也应适用。在这里，最大压差通常不会达到干燥箱压力的 60%，因为样品中只剩下小部分水。与一级干燥相比，考虑较小的压差可能是有必要的，压差需要持续较长的时间，作为二级干燥的终点标准。这种方法也应该首先通过测试运行来验证。抱歉，我要去吃午饭了。这一次，我将尽量保持我的腹部和裤子之间的压力差达到最小。希望您能对更多的冻干和色谱知识保持渴望，并继续通过步琦学堂满足您的胃口。下次见！扫描左侧二维码可直接拨打电话联系我们或直拨：400-860-5168 分机号：0728仪器信息网认证，请放心拨打

揭示生物学样本和材料样本原本无法观察到的内部结构冷冻断裂是一种将冰冻样本劈裂以露出其内部结构的技术。冷冻蚀刻是指让样本表面的冰在真空中升华，以便露出原本无法观察到的断裂面细节。金属/碳复合镀膜能够实现样本在SEM（块面）或TEM（复型）中的成像，主要用于研究如细胞器、细胞膜，细胞层和乳胶。这项技术传统上用于生物学应用，但现在逐渐在物理学和材料科学中展现出重要意义。近年来，研究人员通过冷冻断裂电子显微镜，尤其是冷冻复型免疫标记（FRIL），对膜蛋白在动态细胞过程中所发挥的作用有了新的见解。作者：Gisela Höflinger图1：麦叶上的蚜虫适合于电子显微镜的环境电子显微镜的样品室通过抽真空处理降至极低压力。置于这种环境下的活细胞无法有效保全结构，因为细胞构成中的大部分水分会快速蒸发。生物样本的制备方法有很多种。样品材料被（固定）保存，这样后续脱水对原位结构的破坏最小，同时可以使用环境扫描电镜（SEM）或者将水冷冻。高压冷冻是观察自然状态下含水结构的唯一方法。高压冷冻所形成的冰不是六边形冰（从水变为六边形冰时体积会增加）而是无定形冰，因此体积保持不变。所以，对渗透和温度变化敏感的结构得以保留（见文章“高压冷冻基础介绍”）。要观察诸如细胞器、细胞膜、乳胶或液体的表面界面等结构，冷冻断裂是唯一的方法。通过刀片（或类似物）或释放弹簧负载的外力来破开冷冻样本，并沿着最小阻力线断裂样本。图2：冷冻断裂（来源：http://en.wikibooks.org/wiki/Structural_Biochemistry/Lipids/Membrane_Fluidity） 水的升华与凝结 – 冷冻蚀刻与污染要暴露冷冻断裂面，需要把冰去除。这就需要通过把断裂面的冰升华去除以保存样品的结构。升华的过程是冰不经过液态过程直接转化为气态。而液态过程会导致样品体积和结构的破坏。图3：ES，细胞外表面；PF，细胞膜冷冻断裂面；EF，细胞膜外层冷冻断裂面；FS，细胞膜内表面；Cyt，细胞质水的升华/冷凝过程取决于特定温度下的饱和压力，以及水或冰在室内的有效水分压。注意：良好的真空度会降低水分压。例如：温度为-120℃的冰或冰冻样本饱和压力约为10-7 mbar。如果样品室内达到这个压力，则冷凝和蒸发处于平衡状态。蒸发的分子数量等于冷凝的分子数量。在更高压力下，冷凝速度要快于升华速度 – 因此冰晶会在样本表面上生长。必须采取一切手段来避免这种情况。样本上方一个较冷（比样本更冷）的冷阱会降低局部压力，从而起到了冷凝阱的作用。从样本中带出的水分子优先附着在较冷的表面上。在低于饱和压力的压力下，更多的分子升华而不是冷凝，同时会发生冷冻蚀刻。执行冷冻蚀刻直到样本完全无冰，这一过程称为冷冻干燥。仅适用于合理时间内执行的小样本。该过程分为几个步骤，需要从大约-120℃加热到-60℃，同时在每个步骤上使温度保持一定时间。该过程需要几天的时间来完成。图4：饱和蒸汽压力（感谢Umrath 1982提供的图片）样本温度低于-120℃时，蚀刻速度非常慢，蚀刻持续时间会增加到不切实际的程度。如果真空室的压力固定，则可以通过提高样本温度来提高蚀刻速度。对于生物样本，要特别小心温度高于-90℃。蚀刻速度会大幅提高。另外，要注意玻璃态冰中形成六边形冰晶从而导致脱水伪像。纯水的理论升华速度会降低，因为：• 样本深处的水升华速度比表面的水更慢。• 盐和大分子溶剂会降低升华速度。• 生物样本中大量存在的结合水会降低升华速度。通过冷冻断裂生成图像冷冻断裂和冷冻蚀刻技术往往采用高真空精细镀膜技术，将超细腻重金属和碳薄膜沉积于断裂表面。冷冻断裂样本在一定角度下用金属覆盖，然后在碳背衬膜（徕卡EM ACE600冷冻断裂或徕卡EM ACE900与徕卡EM VCT500）上生成复型进行TEM成像或在SEM的试块面上进行成像。对于这两种方法，冷冻断裂表面经过一定的蚀刻时间后以相同的方式进行镀膜。首先在一定角度下进行一层薄的（2-7nm）重金属镀膜，以形成地形对比度（阴影）。其次再针对重金属薄膜，在90°下进行一层厚的碳层（15-20nm）镀膜，以稳定超薄电子束蒸发。此时的蚀刻处理会停止。要对极小的结构进行成像，需要在极低的角度（2–8°）镀膜重金属并在镀膜期间旋转样本。这样可增加细丝状及其它细小结构的对比度。此项技术又称为小角度旋转投影。蒸镀重金属薄膜需要采用电子束蒸发镀膜技术。这种镀膜技术可实现精细定向沉积。碳的支撑层稳定了未被金属覆盖的结构。随着温度的升高，这些结构会改变它们的轮廓，样本不会完全导电，复型也不会粘在一起。冷冻断裂酵母的单向投影图5：低温SEM，BSE（背散射电子）图像。Walther P, Wehrli E, Hermann R, Müller M.（1995）双层镀膜获取高分辨率低温SEM。J Microsc. 179, 229-237。图6：复型，TEM图像（感谢Electronmicroscopy ETH Zürich提供图片）。Walther P, Wehrli E, Hermann R, Müller M.（1995）双层镀膜获取高分辨率低温SEM。J Microsc. 179, 229-237。图7：徕卡高压冷冻，真空冷冻传输至冷冻断裂系统中，利用电子束发射枪和旋转样本底座来进行冷冻蚀刻和低温镀膜。徕卡真空冷冻传输至低温SEM。油/水基样品，–100℃（升华）3分钟暴露油脂结构。图8：徕卡高压冷冻，真空冷冻传输至冷冻断裂系统中，利用电子束发射枪和旋转样本底座来进行冷冻蚀刻和低温镀膜。徕卡真空冷冻传输至低温SEM。原生生物游仆虫混合培养的羽纹硅藻。感谢英国波特斯巴NIBSC的Roland Fleck博士提供图片图9：徕卡冷冻断裂系统及徕卡真空冷冻传输至低温SEM的HPF、冷冻断裂、冷冻蚀刻和低温镀膜。油/水基乳液破裂，露出洋葱状薄片结构，形成液滴。感谢汉堡拜尔斯多夫Stefan Wiesner博士提供的图片。图10：TEM中的酵母细胞复型。经徕卡高压冷冻和徕卡冷冻断裂复型制备。感谢Elektronenmikroskopie ETH Zürich提供的图片。图11：大麦叶上的真菌。安装于徕卡冷冻断裂仪样本台上，并通过冷却样本台在液氮下进行冷冻。徕卡冷冻断裂仪对样品进行部分冷冻干燥（在更高的样本温度下冷冻干燥）。使用钨镀膜。徕卡真空冷冻传输至低温FESEM 5keV。相关产品徕卡EM ACE900 高端EM样本制备冷冻断裂系统徕卡EM VCT500了解更多：徕卡官网

p style="TEXT-ALIGN: center"strong第二届电镜网络会议(iCEM 2016)特邀报告/strong/pp style="TEXT-ALIGN: center"strong生物冷冻电镜大数据中的高效处理方法/strong/pp style="TEXT-ALIGN: center"img title="张法-CCF.jpg" style="HEIGHT: 267px WIDTH: 200px" border="0" hspace="0" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201609/insimg/dc7fdb41-74c6-43cb-b460-d66b7a4118a0.jpg" width="200" height="267"//pp style="TEXT-ALIGN: center"strong张法 副研究员/strong/pp style="TEXT-ALIGN: center"strong中国科学院计算技术研究所/strong/ppstrong报告摘要：/strong/pp　　近年来，随着成像设备和处理方法的飞速发展，冷冻电镜三维重构技术已成为确定生物大分子三维结构的第一选择，生物学家利用冷冻电镜解析了大量生物大分子的高分辨率三维结构。我国已具有全世界最先进和最大规模的冷冻电镜硬件实施，这些设施每天都在产生海量的生物大数据。如何对冷冻电镜大数据进行高效处理已成为计算科学所面临的关键科学问题。本报告将从科学计算的角度讨论冷冻电镜数据处理中的科学问题，并介绍本领域最近的研究成果。/ppstrong报告人简介：/strong/pp　　张法，博士，中国科学院计算技术研究所副研究员，博士生导师。CCF生物信息学专业组委员，秘书长。中国生物物理学会冷冻电镜显微学分会理事。2002-2005年，作为国际交换学生在美国俄亥俄州立大学(Ohio State University)客座访问，2009-2010年，在西班牙胡安卡洛斯国王大学(Universidad Rey Juan Carlos)进行客座访问。/pp　　长期从事生物信息学和高性能计算方面的研究，目前主要从事生物大分子冷冻电镜三维重构方面的研究。作为项目负责人和主要参与人主持和参与了多项国家自然科学基金重点项目、国际合作重大项目、中科院知识创新重大项目、中科院战略性先导项目(B类)等多项国家项目，作为第一作者或通信作者在国内外著名期刊和国际会议上发表论文60余篇。开发完成了国内首款冷冻电镜三维重构系统AuTOM，其中电子断层数据对位软件Markerauto 和三维重构软件ICON已成为本领域知名软件，帮助生物学家取得了重要的生物学发现。/ppstrong报告时间：/strong2016年10月26日下午/ppspan style="COLOR: #ff0000"strong报名链接：/strongstronga title="" href="http://www.instrument.com.cn/webinar/icem2016/index2016.html" target="_blank"http://www.instrument.com.cn/webinar/icem2016/index2016.html/a/strong/span/ppa title="" href="http://www.instrument.com.cn/webinar/icem2016/index2016.html" target="_self"img src="http://www.instrument.com.cn/edm/pic/wljt2220161009174035342.gif" width="600" height="152"//a/p

日前，4台高端冷冻电镜顺利进驻无锡佰翱得生物科学有限公司。至此，江阴企业佰翱得坐拥8台冷冻电镜，其中包括3台国际最先进的第四代冷冻电镜Titan Krios，一举成为全球最大商业冷冻电镜服务供应商。图自佰翱得冷冻电镜国际创新中心（笔者注：佰翱得早在2012年，就拥有当时最完善的室内晶体衍射平台。为适应全球结构解析需求，2018年，采购了一台200kv的TF20冷冻电镜，大大提高了样品优化的效率。 在2020年，为进一步整合上下游能力加速研发，采购了最新一代的300kv的冷冻电子显微镜，此时，平台的冷冻电镜数量为4台。日前，二期佰翱得冷冻电镜平台的4台冷冻电镜（2台Krios G4、1台Glacios、1台120Kv冷冻透射电镜）顺利入驻，平台冷冻电镜数量达到8台）冷冻电镜技术于2017年摘得诺贝尔化学奖，是指不需要晶体就能在原子分辨率水平上解析药靶结构的新崛起技术。经过4年沉淀，佰翱得成功把冷冻电镜SPA和MicroED两大技术应用到新药研发过程中，可为国内外生物医药企业提供药靶蛋白制备、生物分析与化合物筛选、复合物晶体结构与冷冻电镜结构解析，以及结构模拟、三维结构计算、化合物虚拟筛选等计算结构生物学技术服务，大幅加速“源头创新”新药研发进程。据了解，由于拥有国际领先的蛋白制备平台，佰翱得冷冻电镜技术具备得天独厚的技术优势，促使该企业实现了多项行业领先：2017年在国内率先筹建商业化冷冻电镜平台；2018年引进国际顶尖的冷冻电镜专家，打造国际领先科学团队；2019年装备了中国生物医药工业界第一台冷冻电镜设备，成为全球首家推出从基因到冷冻电镜结构一体化服务的标杆企业。无锡佰翱得生物科学有限公司由双良集团与多名拥有国际药企工作经历的海归科学家联合创立，截至目前已为近200家国内外客户的超过3000个新药研发项目提供服务。

为了在恒温摇床中成功培养细胞培养物，需要温和的混合、主动和卫生的加湿，以避免蒸发和精确的 CO2调节，从而使培养基中的 pH 值更稳定。此外，无菌在防止较长过程中的污染方面起着重要作用。01稳定和均匀的条件为了从细胞培养中获得可重复的结果，在整个生物过程中必须有最佳的培养条件。因此，针对细胞培养优化的培养箱摇床提供了精确调节 CO2供应和空气湿度的选项。加湿必须没有冷凝水，以避免摇床损坏和污染。可靠且高度的温度均匀性也很重要。02通过温和混合实现最佳氧合与静态培养箱不同，培养箱摇床确保细胞培养物的理想混合，从而为它们提供足够的氧气。具有低搅拌速度的相应温和驱动确保氧气可用于对剪切敏感的细胞培养物。03细胞培养的卫生环境细胞培养中的污染会耗费大量时间和金钱。因此，用于细胞培养的培养箱具有特殊功能，可将污染风险降低。理想情况下，摇床配备额外的卫生功能、抗菌涂层和紫外线辐射。选择恒温摇床时，请确保它可以快速地清洁及包含泄漏到内部的液体。04智能设计缩短培养中断时间即使是最轻微的条件变化也会损坏细胞。在实践中，这意味着尽可能少地打开恒温摇床的门，并尽可能缩短必要的中断时间。因此，可以快速操作的门结构以及快速的自动启停是重要的功能。此外，用户应该能够轻松操作，且符合人体工程学。05符合 GMP 的文档和全面的报告恒温摇床可根据客户要求进行鉴定：工厂验收测试 (FAT) 和现场验收测试 (SAT)、安装验证 (IQ) 和操作验证 (OQ)。一个生物过程软件记录了整个培养过程，此外还可以在较长时间内进行自动监控和调节。新一代LAB-HW21恒温摇床灵活满足多种应用需求创新智能设计，造就非凡品质 兰伯艾克斯生物科技LAB-HW21恒温摇床延续了“兰伯艾克斯生物科技"一贯的高品质。作为生物智能设备研发与制造商，自创立2年多以来，一直保持着良好声誉，目前活跃在国内众多高校、科研机构，产品组合还包括二氧化碳培养箱，三气培养箱，超净工作台，生物安全柜、摇床，人工气候培养箱，光照培养箱等。新一代LAB-HW21恒温摇床 适用于微生物、病毒、细菌培养、发酵、杂交和生物化学反应及细胞组织等研究。为温度、振荡频率、振幅有不同要求的培养及酶工程等方面的研究提供了有效地帮助。在医学、生物学、分子学、制药、食品、环保等研究应用领域有着广泛而重要的作用。● ● ● LAB-HW21恒温摇床优势1、LCD大屏幕背光液晶显示，参数设定、观察清晰直观；2、温度采用“超级模糊PID"控制，与传统的PID控制方式相比具有更小的温度超调、更快的稳定时间、更好的控温精度等优点。3、速度采用技术成熟、可靠性高的交流220V输入无刷电机控制方案，无需外接开关电源。速度控制采用速度环和电流环控制，具有门控，正反转设定，加减速度时间设定，电机功率设定功能；具有功率模块故障，电机堵转，霍尔错误，母线电压欠压、过压，通信故障报警功能。4、具有定时功能，时间设定范围：0~9999分钟（小时）；5、三维一体的偏心三轮驱动，运转平滑、稳定、耐久、可靠，控制加速线路确保摇板缓缓启动、平稳加速，保证实验样品的安全。6、具有断电恢复功能，避免因停电、死机而造成的数据丢失问题；也避免了繁琐操作。7、流线型外观，镜面不锈钢内衬，大屏幕玻璃视窗方便随时在不开门的情况下观察箱体内部实验情况。8、工作室内同时配有日光灯，用于照明。9、工作时，开门自动断电，停止转动，闭门自动恢复工作。● ● ● 关于兰伯艾克斯 南京兰伯艾克斯生物科技有限公司（简称：兰伯艾克斯），成立于2020年7月， 公司依托自身研发体系与国内众多高校合作，集聚了众多生物科技行业精英，其中研发人员占比60%，本科及以上学历人员占比100%。兰伯艾克斯专注于干细胞培养及生物和医学实验室智能设备仪器的研发与生产、试验试剂的开发与生产，逐步形成为以生物技术为主的研发、生产、培训为一体的综合化产业平台。为业内提供了技术研发服务和整体解决方案，以及高度智能化、标准化、物联网化的设备系统，助力生物医疗领域的发展和社会进步。公司拥有一支专业的研发、生产和售后服务队伍，从产品的研发到售后服务，每一个环节都以客户的观点与需求作为思考的出发点！

冷冻共聚焦显微镜及其在冷冻电子断层扫描中的价值 Cryo ET（电子断层扫描）是一种专用的透射电子显微镜技术，可以重建观察区域的三维体积。借助先进的冷冻EM（电子显微镜），图像分辨率可以提升到令人难以置信的亚纳米等级。因此，可以在细胞内的原生环境中研究蛋白质以及其他生物分子，从而揭示尚未探明的分子机制。由于细胞和组织必须薄到能够透过电子，样品必须进行切片以获取足够薄的样品体积（薄层）。为对样品中的靶区进行精确的三维定位，冷冻共聚焦显微镜是必不可少的工具。 以下部分，我们将描述冷冻电子断层扫描工作流程的主要步骤，以及如何通过冷冻共聚焦显微镜定位靶区并进行切片，以提高整个工作流程的可靠性。 在EM网格上培养细胞 通常，在涂有多孔碳膜（例如 QuantifoilR）或二氧化硅（SiO2）膜的金质或钛金网格上植入急性分离或培养的细胞（图1，Mahamid等人，2019）在后续步骤中，钛金属和二氧化硅似乎更加坚硬而且稳定，无需额外添加碳层（Toro-Nahuelpan 2019） 网格通过Poly-L-Lysin或纤连蛋白（Fibronectin）实现生物激活，胰蛋白酶解离细胞在前一晚植入，以便在后续步骤中附着在碳层表面（Mahamid等人，2019）。 图1：采用12纳米厚多孔二氧化硅膜（R 1.2/20，即孔径1.2微米，间距20微米）的3毫米EM金质（Au）网格的反射图像拼接图。HeLa细胞已经植入并玻璃化。实心箭头：定位用的中心标记；空心箭头：聚焦离子束进入的切片槽；虚线箭头：空的网格方格。一个网格方格的边长：90微米。 添加微型图案 为进入细胞样品以成功实现FIB切片并在冷冻TEM中开展后续分析，必须确保相关细胞位于网格方格的中心位置或其附近。但细胞喜欢在网格条上生长或者集簇生长，因此不适合进行FIB切片和电子透射分析。为了克服这一挑战，微型图案技术允许用户控制细胞在碳膜（图2）上的位置和分布，提高相关工作流程的可靠性。 网格表面涂有聚乙二醇（PEG），可防止生物材料附着。利用紫外激光移除该涂层，即可对细胞的黏附进行针对性控制，保证FIB切片以及TEM的可操作性（Toro-Nahuelpan 2019）。此外，可以创建特定图案，从而影响整个细胞结构并且有助于使用冷冻电子显微镜研究生物力学现象。 图2：有/无微型图案的细胞分布情况左图：分布不均的细胞（小鼠A9成纤维细胞，使用Alexa Fluor 488 Phalloidin标记，以显示纤维状肌动蛋白）。右图：网格方格中心定位精确的细胞，可进行FIB（成纤维细胞黏附在纤维蛋白原微型图案表面；图片由Alvéole与德国汉堡CSSB中心教授Kay Grünewald博士共同提供。） 投入冷冻 为在固定用于电子显微镜检查的同时确保样品接近原生状态，细胞必须极速冷冻，以免产生破坏性的冰晶。这个过程称为玻璃化，因为冰片变成无结晶的玻璃状（玻璃体） 为让样品细胞达到这种效果，网格必须快速投浸到适当的冷冻剂（通常为乙烷，或者乙烷和丙烷）中。1981年，Jacques Dubochet发表了首个手动吸液和投入冷冻方法，该方法仍获广泛使用以获取出色的结果（Dubochet, J.以及McDowall, A. W.，1981）。 在投入冷冻之前，必须去除多余的液体。标准技术是使用滤纸实现受控吸液（图3，Dubochet, J等人，1982；Bellare等人，1988；Frederik, P. M.等人，1989）。 图3：在投入冷冻前，通过吸液处理对多余液体进行受控移除。使用镊子固定网格，并通过单独步骤将吸液纸移向网格。吸液传感器可以自动并反复执行该过程。 市面上有多种不同的吸液设备，例如用于自动吸液和投入冷冻的Leica EM GP2。根据不同样品类型的多种需求，可以使用多种涉及吸液步骤的样品制备方案（另见此处）。 冷冻状况下的存储、装载和转移 玻璃化之后，样品必须在整个工作流程期间处于冷冻状况下。因此，必须对从存储到转移至不同成像系统的所有步骤进行冷冻处理，以免样品析晶和/或污染这尤其困难，因为这种低温冷冻样品会像磁铁一样吸引附近的湿气和灰尘。研究人员和制造商付出巨大的努力来开发并提供解决方案，以便在工作流程的不同步骤中保证样品安全。 样品通常以四个为一组存储在网格盒内，而网格盒又保存在大型液氮（LN2）罐中的Falcon多孔试管中。还可以使用更为复杂的冰球系统。 转移并装载到样品架时，通常使用液态氮（LN2）。不幸的是，LN2往往会在一段时间后，因为空气中的水分而产生结晶冰污染。在转移时，这些冰晶可能会附着到网格上，干扰随后的切片和成像过程。此外，LN2内部的能见度很低，因为它在不断移动，而且始终会有条纹。 因此，最好在LN2上部的气相部分装载并转移样品以保持冷冻条件，同时为装载步骤（图4）提供出色的可见性。 徕卡显微系统在提供GN2（气态氮）装载和转移设备方面拥有30多年的悠久历史。新的冷冻显微镜套件就在这些经验的基础上开发而成，同时融合众多客户的反馈意见打造出先进的转移舱和夹具系统。 图4：在冷冻显微镜套件转移舱的GN2（气态氮）环境中装载网格。转移舱的可见度在冷冻条件下不受干扰。 检查样品质量和靶分布 在冷冻工作流程中，一般而言，EM操作时间尤其宝贵，因此对样品进行早期质量检查至关重要。许多因素会关系到样品能否转移到下一个工作流程步骤，包括碳箔的结构完整性、玻璃化的质量（包括冰层的厚度及其分布）、目标细胞的存在、分布和可及性，以及目标结构的存在和定位。 所有这些参数均可通过基于相机的冷冻光学显微镜（例如THUNDER Imager EM Cryo-CLEM）或使用STELLARIS冷冻共聚焦显微镜上的相机模式来检查（图5）。 透射模式显示网格、箔膜和细胞质量，反射图像显示网格表面，尤其是呈现玻璃化质量和冰层厚度，而荧光图像可以提供有关不同靶蛋白的表达水平及其分布情况的信息。 图5：不同模式呈现出网格的完整性以及靶分布。A——网格表面的反射图像可以显示碳膜或二氧化硅层的缺陷以及冰层的厚度。B——绿色荧光（线粒体）。C——液滴分布以实现高精度关联D——通过Hoechst标记的细胞核E——所有模式的叠加图像细胞由德国海德堡欧洲分子生物学实验室（EMBL）Mahamid Group的Ievgeniia Zagoriy友情提供。一个网格方格的边长：90微米。 在LAS X Coral Cryo软件工作流程中，用户可以在引导下，通过不同图像模式对整个网格自动创建清晰的合焦概览图像。 标记标志点、薄片点以及液滴中心 为了关联冷冻LM（光学显微镜）的3D图像以及后续的冷冻FIB-SEM/TEM图像，首先需要获取网格的概览图像以便大致对齐两种模式的图像（图6）。这里，反射图像非常重要，因为它们类似于SEM图像，但也可以使用透射图像。中心标记以及其他标志点（例如碳层中的缺陷）有助于快速定位并对齐概览图。 图6：以不同模式获取整个网格的合焦概览图像，用于识别网格缺陷、对齐标记和靶分布。中心标记用实心箭头表示，二氧化硅层中的主要缺陷用空心箭头突出显示。HeLa细胞由德国海德堡欧洲分子生物学实验室（EMBL）Mahamid Group的Ievgeniia Zagoriy友情提供。蓝色 – Hoechst染料，细胞核；绿色 — 线粒体绿色荧光探针，线粒体；红色 - 深红色液滴和Bodipy荧光染料，脂滴。一个网格方格的边长：90微米。完整网格直径：3毫米。 其次，需要超分辨率的共聚焦3D图像。这些图像堆栈用于在潜在薄片位置的范围内执行高精度关联。完成概览图对齐后，可以找到3D共聚焦堆栈的正确位置以便后续进行高精度关联这样做的前提是必须提供图像相对于概览图以及相对于彼此的位置。这就是Coral Cryo软件工作流程之后的处理步骤（图7）。 图7：相机概览图像与共聚焦Z-堆栈相机和共聚焦图像的组合含有XY坐标位置，因此可以匹配。所有图像都包含在Coral Cryo软件工作流程期间创建的相关项目文件夹中。HeLa细胞由德国海德堡欧洲分子生物学实验室（EMBL）Mahamid Group的Ievgeniia Zagoriy友情提供。蓝色 – Hoechst染料，细胞核；绿色 — 线粒体绿色荧光探针，线粒体；红色 - 深红色液滴和Bodipy荧光染料，脂滴。一个网格方格的边长：90微米。完整网格直径：3毫米。 必须组合相机概览图像和超分辨率3D图像以检索靶区位置并在FIB-SEM上定义切片位置。这个步骤非常重要，因为在标准FIB-SEM中，无法看到荧光以及相应的靶区点位。 EM（电子显微镜）制造商近期研发出一种集成了FIB-SEM功能的荧光显微镜，可以作为在切片过程中通过检查荧光来提高工作流程的可靠性和准确性的一种绝佳选择。不过，这些系统并不具备必要的分辨率以及采集模式的灵活性，无法像单独的共聚焦系统那样实现精确的3D定位。 如何关联并检索薄片位置 作为常用的最低标准，研究人员使用LM图像的屏幕截图在EM上检索靶区的XY坐标。不幸的是，并排比较图像不仅费力耗时而且很容易出错，因此并不可靠。身为工作流程提供商，徕卡显微系统致力于通过THUNDER Imager EM Cryo-CLEM来改善这种情况。研究人员可以在图像上定位标志点和靶区标记，然后以开放EM格式的完整坐标集导出。首先，这个流程适用于2D图像，因此合乎逻辑的下一步骤就是提高分辨率并将坐标系扩展到3D坐标。 对于高精度关联和3D定位，目前广泛采用的是基于液滴的方法（Alegretti等人，2020；Klumpe等人，2021年；Bieber, A.，Capitanio, C等人，2021）液滴通常在玻璃化之前添加到细胞中，可在LM和EM中观察到，用于通过XYZ坐标对齐图像堆栈，作为图像数据相关性的基础，从而正确定位FIB切片窗口（图8）。 典型液滴的尺寸为1微米，完全呈球形，这使其中心坐标能够进行亚衍射拟合。通过SEM中的背散射电子，可以更清晰地观察到含有金属的微滴，从而将它们与大小相似的冰晶区分开来。优先选择液滴，使其荧光发射不同于实际靶的荧光发射，以便能够更好地分辨。 图8：3D共聚焦图像（左）和俯视SEM图像（右）的最大投影。荧光液滴（1微米）在两种模式中均可以观察到，因此可以用于对齐数据。SEM图像细胞由德国海德堡欧洲分子生物学实验室（EMBL）Mahamid Group的Herman K. H. Fung和Ievgeniia Zagoriy友情提供。一个网格方格的边长：90微米。 要使用来自冷冻LM和FIB-SEM的3D数据，在冷冻LM的引导下，进行薄片制备，可以使用一款开源软件（3D关联工具箱，简称3DCT，Jan Arnold等人，2016）。 将冷冻LM图像载入到在FIB-SEM上运行的该软件中。二维LM概览图和SEM图像之间的三点关联用于初步定位。之后，使用离子束获取相关视场，并手动点击LM堆栈和FIB图像中的相同液滴图10显示了一张LM图像和一张FIB图像，其中的靶区点位以及液滴可以在定位软件中重现其排列组合。 图9：在LM和FIB图像中关联标记。左图：点击观察结构周围的液滴，并在3D图像中执行质心定义（白圈中的绿点）计算得到的位置随后投影到FIB图像（右图）上根据液滴标记，计算目标结构的位置并标记到FIB图像中（红圈中的红点）。离子束图像由德国海德堡欧洲分子生物学实验室（EMBL）Mahamid Group的Herman K. H. Fung友情提供。比例尺：20微米。 该软件通过对X、Y、Z信号进行高斯拟合，精准确定液滴的中心。近期的改进增加了半自动液滴检测功能以及其他功能，从而更加方便地执行冷冻FIB工作流程。(SerialFIB, Klumpes等人，2021）。 在网格条上选择围绕最终目标结构的几处液滴，作为切片处理的坐标系。基本计算方法是考虑缩放、旋转以及平移之后的线性仿射变换最后，在LM图像中选择目标结构并叠加到FIB图像上。 根据目标结构的位置，就可以定位切片窗口(图10)。 图10：定位切片窗口左：离子束细胞图像，含有标记液滴和目标结构根据目标结构的计算位置，在所用FIB-SEM的切片软件中，交互定位上下切片窗口的位置（细薄条纹上方和下方的红色方块）。图像由德国海德堡欧洲分子生物学实验室（EMBL）Mahamid Group的Herman K. H. Fung友情提供。比例尺：20微米。 Coral Cryo工作流程具有哪些优势？ Coral Cryo软件工作流程旨在为基于液滴的靶区定位工作流程提供支持。它可以提供创建合焦相机概览图像所需的成像作业（图6和图7）。所有必要的自动对焦功能均可以正确调整并分配，并且可以标记潜在薄片位置，同时能够在定义的位置执行超分辨率共聚焦Z-堆栈。 在定位管理器（图11）中，可以确定所有必要的坐标标记，并且以开放格式（*.xml）提供。此类图像会自动保存，其数据格式可以导入任何FIB-SEM软件。 图11：Coral Cryo软件模块标记点、薄片和液滴标记均可以在软件工作流程中定义。反射图像中细胞的顶部和底部坐标值可以作为在FIB SEM中正确计算靶区3D位置的额外参考。本文前述部分图像中的相同细胞经过突出显示，用于标记定义。 对齐标记用于使用相机概览图像对标记点进行初步的粗略对齐。薄片标记具有双重用途：作为进行超分辨率共聚焦3D扫描的位置标记，或者在图像采集后，作为靶结构的精确3D标记。亚像素插值确保该阶段可以在3D图像内进行高精度定位。最后，插值方法还用于标记液滴坐标，以便在FIB-SEM上进行后续液滴关联。 冷冻FIB切片 进行必要的关联并设置切片窗口，薄片位置通常会粗略切薄至大约1微米，随后进行最终的抛光步骤以达到电子透明（图12）。 图12：目标薄片的离子束图像以及SEM俯视图图像由德国海德堡欧洲分子生物学实验室（EMBL）Mahamid Group的Herman K. H. Fung友情提供。比例尺：10微米。 采用两步方法的原因在于冰污染和/或切片材料可能会沉积在薄片上。为避免在最终薄片上发生冰污染，建议采用快速抛光工艺（Schaffer M.等人，2017）。还可以采用开源的商业软件，以自动方式进行切片。 冷冻透射电子显微镜 进行冷冻FIB切片之后，含有薄片的网格转移至冷冻TEM，通过对网格（连同薄片）逐渐倾斜，采集一系列断层扫描图像。图像经过计算处理以重建所记录体积的3D断层扫描图像。通过对样品的多个图像取平均值，可以降低固有噪点，从而对蛋白质或蛋白质复合物等颗粒获得更高分辨率的结构。这种处理方式称为亚断层图像平均（Wan和Briggs，2016；Zhang 2019）。从概念上说，这相当于通过单颗粒成像（SPA），在原位实现对大分子的亚纳米分辨率。 总 结 本文旨在表明冷冻共聚焦显微镜是冷冻工作流程中的一个重要组成部分，用于评估EM网格上玻璃化样品的质量和靶分布。在冷冻条件下记录的高分辨率共聚焦数据使科学家能够在3D荧光下识别目标结构。此外，3D体积可作为相关方法的参考，以便在FIB-SEM中检索靶结构进行切片，然后在冷冻TEM中进行电子断层扫描，以获得靶区的亚纳米分辨率图像。 Coral Cryo工作流程搭配新的共聚焦平台STELLARIS，再加上Coral Cryo软件，可以帮助新手用户创建网格概览图像、超分辨率3D图像以及精确的坐标标记，为后续的FIB切片和冷冻电子断层扫描奠定坚实基础。 参考文献：（上下滑动查看更多） 1.Allegretti M, Zimmerli CE, Rantos V, Wilfling F, Ronchi P, Fung HKH, Lee CW, Hagen W, Turoňová B, Karius K, Börmel M, Zhang X, Müller CW, Schwab Y, Mahamid J, Pfander B, Kosinski J, Beck M.: In-cell architecture of the nuclear pore and snapshots of its turnover. Nature. 2020 Oct 586(7831):796-800. doi: 10.1038/s41586-020-2670-5. Epub 2020 Sep 2. PMID: 32879490. 2.Arnold, J., Mahamid, J., Lucic, V., de Marco, A., Fernandez, J., Laugks, T., Mayer, T., Hyman, A. A., Baumeister, W., Plitzko, J. M., Biophysical Journal, Vol. 110, Feb. 2016, pp 860-869. 3.Bellare, J. R., Davis, H. T., Scriven, L. E. & Talmon, Y.: Controlled environment vitrification system: an improved sample preparation technique. J. Electron Microsc. Tech. 10, 87–111 (1988). 4.Bieber, A., Capitanio, C., Wilfling, F., Plitzko, J., Erdmann, P.S.: Sample Preparation by 3D-Correlative Focused Ion Beam Milling for High-Resolution Cryo--Electron Tomography. J. Vis.Exp. (176), e62886, doi:10.3791/62886 (2021). 5.Dubochet, J. & McDowall, A. W.: Vitrification of pure water for electron microscopy. J. Microsc. 124, RP3–RP4 (1981) 6.Dubochet, J., Lepault, J., Freeman, R., Berriman, J. A. & Homo, J. ‐C.: Electron microscopy of frozen water and aqueous solutions. J. Microsc. 128, 219–237 (1982) 7.Frederik, P. M., Stuart, M. C. A. & Verkleij, A. 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p　　近日，北京市科学技术委员会与清华大学、美国赛默飞世尔科技公司在生命科学领域达成战略合作共识，三方将共建“冷冻电镜与药物发现创新中心”(Global Innovation Institute of Cryo-EM for Drug Discovery, CDD)。该中心将建设成为一个开放式服务平台，重点研究运用冷冻电镜、高性能计算、虚拟现实、人工智能等技术，构建全球领先的蛋白质结构检测、分析和合作研究创新平台，为创新药物研发提供研究支撑。/pp　　此次三方建立合作，正值美国商务部代表团随美国总统特朗普访华之际，具有非同寻常的意义。共建三方将依托各方优势资源，为北京乃至全国生命科学创新发展提供源源不断的动力，助力北京全国科技创新中心建设，提升北京生命科学领域技术创新水平和全球国际影响力。/pp　　strong合作方简介/strong/pp　　清华大学是中国最早开展生命科学教育与研究的高校，先后建设了国家蛋白质科学基础设施、结构生物学高精尖中心等一批高水平生物学研究平台，在结构生物学研究方面处于世界领先水平。2005年在市科委的支持下，清华大学与赛默飞世尔公司共建“清华大学-赛默飞世尔科技联合分析实验室”。/pp　　赛默飞世尔科技公司：科学服务领域的全球领导者，是全球最大的生命科学实验仪器制造商和科研服务提供商，进入中国发展已有30多年。公司在结构生物学与蛋白质分析领域的仪器设备研发与生产处于全球领先地位。/pp　　10月4日，瑞典皇家学院宣布将2017年诺贝尔化学奖授予了对冷冻电镜技术有着突出贡献的三位科学家——瑞士洛桑大学生物物理学荣誉教授Jacques Dubochet、哥伦比亚大学教授Joachim Frank以及英国MRC分子生物学实验室项目主任Richard Henderson。/p

仪器信息网讯 2022 年 1 月 31 日，利用冷冻电镜(cryo-EM)和机器学习的力量加速开发新型治疗药物的精准生物技术公司Gandeeva Therapeutics宣布已在A轮融资中筹集了4000万美元，投资由Lux Capital和Leaps by Bayer领投，Obvious Ventures、Amgen Ventures、Amplitude Ventures和Air Street Capital参与。（注：在国内，新型药物研发公司水木未来(北京)科技有限公司在2020年完成数千万元天使轮融资；双良集团旗下创新药研发服务机构无锡佰翱得生物科学有限公司则在2020年完成超1亿元A轮融资，2021年再获2亿元B轮融资，将用于加码冷冻电镜平台和加速“千靶万苗”计划）这笔资金将用于推进Gandeeva公司的人工智能驱动冷冻电镜平台，旨在加速新型精准药物的发现、设计和开发。该专有平台结合了生物化学、结构生物学、成像和机器学习等高度创新的技术，以在原子水平上表征蛋白质-药物相互作用，所有这些都旨在为靶向蛋白质功能提供新的见解。“几十年来，我们已经知道，理解蛋白质折叠和在细胞的自然环境中发挥作用的语言是破译生物学的基础，几乎每一种疾病都涉及到蛋白质功能的改变。”Gandeeva Therapeutics创始人兼首席执行官Sriram Subramaniam博士谈到，“Gandeeva将这些技术整合在其开创性的平台中，通过超越冷冻电镜技术和人工智能驱动的结构生物学方法的最新发展，努力解开这些谜团。我很高兴能够领导一个由生物学家、化学家、显微镜学家和工程师组成的跨学科和多样化的团队来实现这一共同的使命。”Lux Capital合伙人Adam Goulburn表示:“cryo-EM 和 AI的结合正在大规模地解锁和普及原子分辨率，Gandeeva的平台和团队正好处在这两种技术的界面上。通过数字化和自动化冷冻电镜成像，Gandeeva引领结构生物学主导药物发现的变革。”Leaps by Bayer负责人 Jürgen Eckhardt 表示： “我们对Gandeeva的平台感到兴奋，它有潜力将预测和实验结合起来，通过可视化蛋白质-药物相互作用，在原子水平的分析，并以前所未有的速度优化药物设计。Gandeeva公司专注于将其强大的技术应用于显著改善药物开发，这与我们用数据改变健康、实现精准医疗等领域突破的雄心是一致的。”正如Gandeeva 首席执行官Subramaniam博士最近在《自然方法》(Nature Methods)杂志上发表的一篇评论文章中指出的那样，Gandeeva正领导着一场精确成像革命，其将冷冻和机器学习独特地结合在一起，可以说是结构生物学的新字母表中的 “阴和阳”。Subramaniam博士团队的Nature Methods文章Subramaniam博士的团队以前所未有的速度制作出了Omicron刺突蛋白的第一张原子级的快照，并将其发表在《科学》(Science)杂志上，这是Gandeeva平台背后力量的有力佐证。Subramaniam博士团队的Science文章Omicron 刺突蛋白的冷冻电镜结构关于 Gandeeva Therapeutics, Inc.Gandeeva™ 是一家精密生物技术公司，利用冷冻电镜(cryo-EM)和机器学习的能力来推进药物的发现和大规模开发。Sriram Subramaniam是Gandeeva公司的创始人兼首席执行官，他因在推动冷冻电镜分辨率革命和3D电子显微镜成像创新方面的贡献而享誉国际。Gandeeva致力于通过药物发现的革命和降低晚期临床失败的风险来实现对公共卫生的变革性社会影响。Gandeeva的总部位于加拿大温哥华。

瑞士步琦冷冻干燥含酵母菌的微球应用冷冻干燥应用”益生菌是一种有益于人体健康的微生物，常被用于改善肠道菌群。微胶囊包埋技术可以帮助保护菌株，延长其在体内的存活时间，不易受外界环境的影响而失活。因此，在生产益生菌产品时，需要考虑选择合适的微胶囊技术，以确保益生菌的稳定性和活性。下面这篇应用非常好的结合了微胶囊包埋和冷冻干燥技术，证明菌种经过包埋干燥后仍具有生物活性，为发酵工艺和食品转化等领域开辟新的可能性。1介绍冷冻干燥，也称为冻干是一种非常通用的脱水方法，常用于保存微生物、食物或药物，如蛋白质类药物。它将冷冻和干燥结合在一个独特的操作中，可以创造出高质量的干燥终产品。冷冻干燥通常用于保存微生物培养物，因为它具有不可忽视的优点：储存的方便性和增加邮寄微生物的可能性。此外，制得的产品只需要少量维护，培养基在储存过程中不会受到污染，微生物可以长时间保持活力。然而，众所周知，冷冻干燥技术对微生物至关重要，因为它对微生物的生存能力和生理状态都有负面影响。根据方法和生物体的不同，微生物存活率也各有不同；然而，活力水平明显低于液氮储存 2。观察到的活力下降主要是由于一些不良副作用引起的，例如细胞内冰晶的形成1、敏感蛋白的变性或在此过程中膜脂质的物理状态发生一些不可逆的变化 3,5。为了防止这种影响，通常在冷冻或冷冻干燥前使用脱脂牛奶、蔗糖、甘油、 DMSO 或海藻糖等作为冻干保护物质1,3。据报道，海藻糖在干燥、冷冻、渗透胁迫和热休克等极端环境下对酵母和细菌具有保护作用。这些保护效果与膜的稳定和酶活性的保存有关。关于海藻糖的保护作用，已经报道了几种假设。一些报道认为它的作用是通过多个外部氢键取代参与维持蛋白质三级结构的水分子，另一些报道认为它形成玻璃态结构以确保物理稳定性。除了发酵过程或食品转化，酿酒酵母或乳酸菌等微生物在益生菌膳食食品和饲料补充剂领域具有重要的经济意义。然而，这些应用需要在储存过程中保持细胞活力。通过造粒和冷冻干燥技术相结合，可以得到大小和组成均匀的无尘颗粒。由于具有更高的颗粒表面积，这使得产品将具有良好的颗粒流动性，更容易掌握的剂量和更快的产品复原性。尽管存在上述挑战，冷冻干燥仍然是一种酵母、孢子真菌和细菌的方便保存方法，因为它们的长期生存能力通常保持得相当好，而且菌株的储存和分发要求也很简单。因此，本应用旨在生产酿酒酵母颗粒作为模型微生物，使用微胶囊造粒仪 Encapsulator B-390 作为造粒机，将酵母悬浮液挤压进入液氮中形成单分散球体，然后使用冷冻干燥机 Lyovapor&trade L – 200 进行冷冻干燥处理。2仪器，试剂和器材仪器：ESCO NordicSafe, Biosafety Cabinet Class IIBUCHI 微胶囊造粒仪 Encapsulator B-390BUCHI 冷冻干燥机 LyovaporTM L-200 Pro，干燥腔体搭配可加热搁板BUCHI LyovaporTM Software试剂：YPD 培养基, Sigma Aldrich海藻糖, Sigma Aldrich脱脂奶粉琼脂去离子水液氮器材：玻璃培养皿液氮杜瓦瓶3实验本应用中描述的工作是在无菌条件下进行的。将 84g 市售面包酵母悬浮溶解在 50mL 无菌 YPD 培养基(Sigma Aldrich)中。在酵母悬浮液中加入 50mL 无菌冻干保护剂培养基（5g 海藻糖(Sigma Aldrich)和 5g 脱脂牛奶溶于去离子水中），然后用微胶囊造粒仪 B-390 进行制粒(表1)。将挤压后的液滴收集在液氮浴中冷冻，然后转移到不锈钢托盘中，保存在 -25°C 的冰箱中进行冷冻干燥。表1：微胶囊包埋参数_300μm 喷嘴1mm 喷嘴频率[Hz]68060电压[V]7502500压力[mbar]500500冷冻干燥步骤(初级干燥和次级干燥)使用 LyovaporTM 编程软件，如表 2 所示。使用 LyovaporTM L-200 Pro 干燥腔体、可加热的搁板和环境空气。表2：初级干燥和次级干燥冻干参数无酵母菌微球采用与含酵母菌微球相同成分培养基和参数进行制备。冷冻干燥后，将 1mL 无菌水加入 1mL 微球中，用以复原样品。对于含有酵母菌的菌珠，对每个重组溶液进行10倍、100 倍和 1000 倍的连续稀释。将复原后的溶液和稀释液分别涂于 YPD 琼脂平板上，如图 1 所示。琼脂板在 28℃ 培养 24h，评价细胞活力。▲ 图1：琼脂平板上的酵母活力测试4结果与讨论含有酵母的微球可以通过使用微胶囊造粒仪 B-390 进行包埋制备，结果表明:用微胶囊造粒仪 B-390 将酵母滴入液氮中，可使酵母迅速颗粒化；用 300μm 的喷嘴和 1mm 的喷嘴分别制备了 700μm 和 1500μm 左右的微球。仅使用含冻干保护剂介质的溶液也得到了类似的结果。如图 2 所示，冻干后的微球在形状和大小上与湿冻微球保持相似。▲ 图2：用微胶囊造粒仪 B-390 制得的 300μm 酵母微球，在冻干前（左）后（右）的对比通过扫描电镜对其结构进行分析。在图 3 中，可以观察到含有酵母的球珠(下两图)和仅由冻干保护剂培养基制成的球珠（上两图）在形态上的差异。含有酵母菌的微球具有由 5μm 颗粒组成的粗糙结构，可以认为是微生物，而只含有冻干保护剂的微球具有更光滑的结构。▲ 图3：含酵母菌的冻干微球（下）和不含酵母菌冻干微球（上）的结构对比当冷冻干燥时，考虑到膜中脂质物理状态的变化或由于某些蛋白质结构的变化，生物系统可能受到破坏3,9。为了验证酵母菌的活力，将酵母菌重新水合，稀释，并在 28°C 的 YPD 琼脂板上培养 24 小时。图 4 证实了文献报道的内容，即便失去了部分活力，酵母在冻干后仍然可以生长2,4,6,10。▲ 图4：在 28℃ 琼脂板中培养 24 小时后的酵母菌活力5结论含有酵母菌的微粒可以很容易地用微胶囊造粒仪 B-390 进行制备，并使用冻干机 LyovaporTM L-200 进行冷冻干燥处理。B-390 的喷嘴直径分别为300 μm和1000 μm，制得的微粒直径分别为 700μm 和 1500μm。冷冻干燥后，珠粒的大小和形状没有变化。该颗粒流动性好，容易掌握使用剂量，且与水混合后溶解速度快。冻干后的微生物在贮藏过程中仍能保持良好的活力，并能在复水化后成功生长。在本应用中，造粒包埋和冷冻干燥的结合显示出了非常好的实验结果。它可以在发酵工艺和食品转化等领域开辟新的可能性，有利于生产制备剂量易控制和重组的培养发酵剂；另外，在益生菌和食品补充剂领域中获得无尘且可自由流动的粉末，同时保证产品颗粒大小和组成的均匀度。6参考文献N’Guessan, F. K. Coulibaly, H. W. Alloue-Boraud, M. W. A. Cot, M. Djè, K. M. Production of Freeze-Dried Yeast Culture for the Brewing of Traditional Sorghum Beer, Tchapalo. Food Sci. Nutr. 2016, 4 (1), 34–41.Bond, C. Freeze-Drying of Yeast Cultures. In Cryopreservation and Freeze-Drying Protocols Day, J., Stacey, G., Eds. Methods in Molecular BiologyTM Humana Press, 2007 pp 99–107.Leslie, S. B. Israeli, E. Lighthart, B. Crowe, J. H. Crowe, L. M. Trehalose and Sucrose Protect Both Membranes and Proteins in Intact Bacteria during Drying. Appl. Environ.Microbiol. 1995, 61 (10), 3592–3597.Miyamoto-Shinohara, Y. Imaizumi, T. Sukenobe, J. Murakami, Y. Kawamura, S. Komatsu, Y. Survival Rate of Microbes after Freeze-Drying and Long-Term Storage.Cryobiology 2000, 41 (3), 251–255.Wolkers, W. F. Tablin, F. Crowe, J. H. From Anhydrobiosis to Freeze-Drying of Eukaryotic Cells. Comp. Biochem. Physiol. A. Mol. Integr. Physiol. 2002, 131 (3), 535–543.Lodato, P. Huergo, M. S. de Buera, M. P. Viability and Thermal Stability of a Strain of Saccharomyces Cerevisiae Freeze-Dried in Different Sugar and Polymer Matrices. Appl. Microbiol. Biotechnol. 1999, 52 (2), 215–220.Strasser, S. Neureiter, M. Geppl, M. Braun, R. Danner, H. Influence of Lyophilization,Fluidized Bed Drying, Addition of Protectants, and Storage on the Viability of Lactic Acid Bacteria. J. Appl. Microbiol. 2009, 107 (1), 167–177.Miyamoto, T. (Kyushu U. Kawabata, K. Honjoh, K. Hatano, S. Effects of Trehalose on Freeze Tolerance of Baker’s Yeast. J. Fac. Agric. - Kyushu Univ. Jpn. 1996.Giulio, B. D. Orlando, P. Barba, G. Coppola, R. Rosa, M. D. Sada, A. Prisco, P. P. D. Nazzaro, F. Use of Alginate and Cryo-Protective Sugars to Improve the Viability of Lactic Acid Bacteria after Freezing and Freeze-Drying. World J. Microbiol. Biotechnol. 2005, 21 (5), 739–746.Cerrutti, P. Huergo, M. S. de Galvagno, M. Schebor, C. Buera, M. del P. Commercial Baker’s Yeast Stability as Affected by Intracellular Content of Trehalose, Dehydration Procedure and the Physical Properties of External Matrices. Appl. Microbiol. Biotechnol. 2000, 54 (4), 575–580.

生物大分子的三维结构可以直观地揭示其生物学功能、细胞内进程以及探索其在疾病中发挥作用的方式。冷冻电镜（cryo-electron microscopy,cryo-EM）单颗粒分析技术通过对生物大分子的直接成像进行高分辨率结构测定，已成为结构生物学的重要研究手段。冷冻电镜单颗粒分析技术需要对生物大分子溶液的冷冻样品采集大量电子显微数据，以进行三维结构解析，因此高质量的冷冻样品制备在其中起着至关重要的作用。良好的制样方法需要能够简便地、可控地制备出接近理想状态的生物大分子冷冻样品。诺贝尔化学奖获得者雅克杜博切特（Jacques Dubochet）等人于1984年发明了冷冻样品制备的滤纸夹置法（Pipet-blot-plunge），至今仍然是冷冻电镜样品制备的主要手段。在这种传统的制样方法中，研究人员难以精确控制样品冰层厚度和大分子颗粒分布，导致冷冻样品的均一性和可重复性较差。越来越多的证据表明，在样品被冷冻之前的瞬间，生物大分子会吸附在超薄的液体层的气液界面（Air-water interface, AWI）上，导致生物大分子的颗粒结构损伤、变性或产生优势取向，减低了高分辨率冷冻电镜结构分析的效率和成功性。如何获取可重复的高质量的生物大分子冷冻样品仍然是冷冻电镜技术应用中的一个难题。图1. ESI-cryoPrep方法设计和仪器装置示意图4月25日，清华大学生命科学学院王宏伟课题组和精密仪器系欧阳证、周晓煜课题组在《自然方法学》（Nature Methods）在线发表了题为“电喷雾辅助的冷冻电镜样品制备方法用以减轻界面吸附效应”（Electrospray-assisted cryo-EM sample preparation to mitigate interfacial effects）的研究论文。研究采用非变性质谱（Native mass spectrometry, native MS）中广泛使用的电喷雾电离（Electrospray ionization, ESI）技术，设计并搭建了一种新型冷冻样品制备装置ESI-cryoPrep（图1），成功实现了无需滤纸夹吸的冷冻样品制备，并获得了多种生物大分子近原子分辨率的三维结构。研究表明，ESI-cryoPrep可以有效地将生物大分子颗粒完整嵌入无定形态薄层冰中，避免其吸附在空气-水、固体-水界面上，并对该装置制备生物大分子冷冻样品过程中的界面模型进行了机理阐释。ESI-cryoPrep以“软”电离技术ESI为基础，通过向蛋白溶液施加高电压形成大量带电的蛋白液滴，可以有效地减少蛋白的变性与碎裂。在电场的驱动下，带电液滴飞向电镜载网的过程中伴随着去溶剂化的进行；液滴表面的电荷密度激增至瑞利极限导致库仑裂变形成带电的次级液滴；这一过程循环往复直至液滴最终沉积在电镜载网上；收集到带电液滴的电镜载网被插入液氮冷却的液态乙烷中即可实现对液滴的快速冷冻。该过程完全省却了滤纸的夹吸，避免了滤纸材料对液体和生物大分子的影响。因为液滴表面的小分子离子形成了双电层效应，生物大分子与液体的界面被隔绝开，从而避免了生物大分子吸附到气液或固液界面上，更好地保持了生物大分子的天然结构。该研究首次对ESI液滴中的生物大分子的天然结构（Native structures）进行了直接测定，指导获得ESI的“软着陆”电离参数进行冷冻制样与非变性质谱分析。该工作是冷冻电镜与质谱技术的交叉融合，共同致力于解答生物大分子结构解析与分析的科学问题。研究团队在搭建的设备上，经过多次摸索确定了制备高质量冷冻样品的相关参数。这些参数既能满足保存高比例完整结构生物大分子颗粒的需求，又能促进带电液滴在附着电镜载网表面的扩展和浸润。研究团队运用优化的ESI-cryoPrep装置制备了五种生物大分子的高质量冷冻样品，获得了与目标生物大分子尺寸相对应的理想冰层厚度，并实现了全部测试样品70Sribosome、20Sproteasome、apo-ferritin、ACE2和streptavidin的高分辨率三维结构解析，分辨率分别为2.7[gf]c5[/gf]、2.0[gf]c5[/gf]、2.1[gf]c5[/gf]、3.3[gf]c5[/gf]和1.9[gf]c5[/gf]。研究团队对冷冻电镜数据进行了深入的挖掘与分析，发现与预期假设一致的结果。ESI-cryoPrep可以有效地将生物大分子颗粒完整嵌入无定形态冰的薄层中间，抑制目标生物大分子在空气-水或石墨烯-水界面的吸附（图2），从而避免蛋白质颗粒的结构损伤或者优势取向问题。研究工作提出了电荷残留模型，阐明了电喷雾电离产生的液滴表面的电荷不均匀分布保护蛋白质颗粒免于界面吸附的作用和机制。这种学科交叉的研究成果不仅将为冷冻电镜样品制备提供应用价值，还将对冷冻电镜技术和非变性质谱领域的交叉和发展产生积极影响，为更多创新应用开辟新的可能性。自主研发的高质量冷冻电镜样品制备装置，一方面可以缩短结构解析的漫长探索过程，更高效地获得高分辨三维结构，分析其作用机理；另一方面也提升了原创研发具有自主知识产权和高精尖技术的能力，减少对国外相关仪器和设备的依赖。图2.ESI-cryoPrep方法制备的冷冻样品中蛋白质颗粒在断层成像中的代表性空间分布清华大学生命科学学院2017级博士生杨梓和精密仪器系2018级博士生范菁津（已毕业）为该论文共同第一作者，清华大学生命科学学院教授王宏伟，精密仪器系教授欧阳证和副教授周晓煜为论文共同通讯作者。清华大学生命科学学院王家副研究员和范潇博士等为课题的启动和推进作出重要贡献。研究得到国家自然科学基金、腾讯基金会等的资助，并得到清华大学冷冻电镜中心和计算中心的技术支持。