冷滤点

1.由于该试验方法为条件性试验，故过滤系统、减压系统要按标准规定组装。试验所用的烧杯、套管、过滤器等都必须符合方法标准要求。　　2.为防止堵塞过滤器，必须除去水分杂质，室温下（温度不能低于15℃），将50mL试样在干燥的无绒滤纸上过滤。　　3.根据试样预期冷滤点，按规定控制冷浴的温度　　4.注意按方法要求将温度计、过滤器安装在试杯中规定位置。　　5.测定时，要保持U形管水位压差，使其稳定在200mm±1mm。　　6.转动和关闭三通阀时，要同时启动和停止秒表，保证计时准确。并注意转动三通阀时，不能使过滤系统振荡，以防止破坏蜡结晶网。　　7.由于过滤器滤网的孔径大小直接影响试样过滤的结果，因此，过滤器的不锈钢丝网的网孔尺寸须达到45µ m（330目）。

2014年11月20日，安东帕集团旗下ProveTec公司凭借全新推出的Callisto100 冷滤点测定仪，夺得德国勃兰登堡创新产品奖，以表彰其对柴油等燃料冷滤点检测的创新方法。小巧的单机版全自动冷滤点测试仪 Callisto 100 可测量柴油、生物柴油、混合油和燃气油的低温操作性能。Callisto 100 配备了新开发的先进帕尔帖 元件概念，可连接无甲醇冷却系统。确保了冷却夹套卓越的均一性，对于正确的冷滤点值测量是至关重要以及决定性的参数。优点概览 无故障检测 操作简单且直观 高样品通量 便捷的清洁程序易于操作 使用无接触的红外检测技术可轻松检测整个过滤单元 即使移液管外壁结霜也能保证卓越的检测性能。 可从菜单中选择预置的标准测试方法，以便于立即开始测试 大屏彩色显示屏可实时显示样品和夹套的温度 抽吸和回流时间的图像信息遵循样品的温度特性 根据测试方法统计评估测试结果的最小值/最大值/平均值 自动提示温度和真空校准程序步骤 可启动自动清洁程序定制用户灵活性也适用于手动浊点和倾点测量 关于安东帕ProveTec产品事业部安东帕ProveTec产品事业部由德国Petrotest公司演变而来，它是世界著名的石油产品分析仪器专业厂家，于1873年由Mr.Berthold Pensky宾斯基先生(注：宾斯基—马丁闭口闪点仪发明人之一)创办，至今已有近140年历史。Petrotest公司于1994年荣获ISO9001质量体系认证证书，其开发研制的全自动油品分析仪具有世界先进水平，分析结果精确可靠，使用操作安 全简便。符合ASTM(美国试验与材料协会标准)，ISO(国际标准)，DIN(德国国家标 准)，IP(英国石油学会标准)，FTM(美国联邦标准)，及其它各种等小标准。在全世界拥有无法计数的广大用户。 2012年3月1日，Petrotest公司正式成为安东帕公司的全球第十七个子公司，并改名为ProveTec GmbH，A company of Anton Paar, 同时由安东帕公司全面负责Petrotest公司产品在国内的相关业务。目前安东帕ProveTec产品涵盖闪点测试、馏程测定、燃料油检测(胶质、氧化 安定性测定、蒸汽压测定、铜片腐蚀等)，润滑油测定(抗乳化性能、泡沫特性、防锈测定、摩擦磨损等)，沥青测定(软化点、延度、脆点、针入度等)，针、锥 入度测定等。依托于安东帕公司精湛的制造工艺，以及一贯的研发投入，广大石油及石化行业用户将会在今后享受到更优质的产品和服务。

当代科学技术发展的主要特征是高度分化和高度综合，分析化学也不例外。分析化学是四大化学之一，包括两大范畴化学分析和仪器分析。化学分析是指利用化学反应和它的计量关系来确定被测物质的组成和含量的一类分析方法。仪器分析是以物质的物理性质和物理化学性质为基础建立起来的一种分析方法,常常需要使用比较复杂的仪器。 现代仪器分析速度快，适于批量试样的分析，许多仪器配有连续自动进样装置，采用数字显示和电子计算机技术，可在短时间内分析几十个样品，适于批量分析。有的仪器可同时测定多种组分。A2030冷滤点测定仪符合SH/T 0248，适用于测定馏分燃料包括含有流动改进剂或其它添加剂的柴油发动机燃料、民用取暖装置使用燃料的冷滤点。仪器特点**压缩机制冷系统确保达到要求的制冷深度。内置式真空泵和电子精密压力平衡系统维护吸滤压力自动平衡在设定值。自动控制冷却介质与被测试样的温差，维护降温速度受控且均匀稳定。内精密微机定时，确保判断结果的准确性。技术参数温度范围:-70～50℃分辨率：0.1℃压力范围：0～2kPa（200mmH2O）分辨率：1mm工作冷槽：单槽二浴，二浴等温测温元件：PT100(德国JUMO公司测温传感器)制冷方式：压缩机制冷（法国Danfoss）计 　时：60s 分度1s环境温度：5℃～40℃相对湿度：≤85%工作电源：AC220V±10%，50Hz功率消耗：900W外形尺寸：主 机：600mm×450mm×450mm　　　　　抽滤器：250mm×150mm×380mm重　　量：主 机：50kg　　　　　抽滤器：5kg

冷阱介绍 冷阱(cold trap；condensate trap)是在冷却的表面上以凝结方式捕集气体的阱，置于真空容器和泵之间，用于吸附气体或捕集油蒸汽的装置。 冷阱 冷阱结构示意图 冷阱与真空泵联接示意图 冷阱作为一种冷却装置，可以通过冷凝温度的设置捕获特定气体分子；也可以通过低温，将冷凝点温度高于冷阱温度的气体分子进行冷凝。冷凝可以对气体起到分离的作用。冷阱的类型 根据冷阱的降温方式不同，冷阱一般分为两种类型，内嵌式和分体式。 内嵌式，是冷阱与制冷机集成为一体，制冷机通过冷媒对冷阱进行降温。内嵌式冷阱的温度受制于制冷机器的限制，普通内嵌式冷阱温度一般高于-50℃，超低温内嵌式冷阱可以达到-100℃以上；分体式冷阱，冷阱自身没有冷凝能力，需要依靠外部能量用于其降温如：冷水机，干冰，液氮等。 内嵌式冷阱 分体式冷阱冷阱在真空操作中的重要作用1，提高真空效率 真空室中的油气和水汽，靠冷阱的低温使其冷凝成液，减少对真空度的影响。冷冻真空干燥是常见的干燥方法，以1g冰为例，在0.1Torr时产生可以产生10000L水汽。干燥箱内的水分将产生数量巨大的水汽。这些水汽如果仅靠真空泵来排除，真空泵的工作效率将会降的极低。冷阱的低温可以将水汽在冷阱部位直接凝结，从而极大提高真空泵的工作效率。 这就是低温干燥箱，低温离心浓缩仪都要配备冷阱的原因。2，减少腐蚀性气体对真空泵的影响 抽真空体系中，经常会有腐蚀性试剂的存在。腐蚀性试剂在抽真空过程中会转化为气体分子通过管路流经真空泵排入大气。腐蚀性气体在流经真空泵时，可能会对真空泵造成永久性损伤，如：酸性气体会腐蚀真空泵的金属部件。腐蚀性气体经过真空泵的排气口，如果直接排入大气，也会对空气造成污染。 使用冷阱可以将腐蚀性气体在进入真空泵之前，被有效的冷凝收集，降低腐蚀性气体对真空泵的损伤。WIGGENS 冷阱 WIGGENS有内嵌式和分体式冷阱提供，内嵌式冷阱提供最低-70℃的冷阱温度。分体式冷阱使用更灵活：1，与制冷循环器（冷水机）联用。 可以根据温控的需要，调节制冷循环器的温度，直接控制冷阱温度。此方式使用，有内嵌式冷阱的优势，不需要外加干冰或其他冷媒。并可以根据需要自由调节温度，适合需要特定冷凝点要求的溶剂冷凝需要。2，加入干冰或液氮进行制冷。 支持使用干冰（-78.5℃），液氮（-196℃），作为冷媒进行对冷阱进行制冷。如果是长时间使用冷阱，WIGGENS有专用的液氮液位保持系统，只需要储藏液氮罐中有液氮，就可以长久的维持冷阱中的液氮量，适合长时间连续冷凝操作。 通过合理的使用冷阱，有助于提高真空泵利用效率，延长真空泵使用寿命，增加溶剂回收，减少环境污染等。 节能、环保、绿色真空操作的理想伴侣 — WIGGENS冷阱，有多种型号和规格供您选择。欢迎垂询WIGGENS，我们将为您真空操作，提供最佳冷阱推荐选择。

仪器信息网讯 2015年5月29日-6月2日，&ldquo 2015全国生物医学农林电镜技术研讨会暨生物电镜前沿技术培训班&rdquo 在浙江大学举行。本次会议特别邀请了国内外知名专家教授和电镜工作者讲授生物电子显微镜技术的最新发展，交流生物样品制备和应用方面的技术经验，并安排部分学员参加实验操作及演示。　　上海同济大学生命科学学院祝建教授作了题为&ldquo 关于原位冷冻电镜技术的一点想法&rdquo 的报告。祝建教授　　祝建介绍说：&ldquo 冷冻电镜技术可以分为单颗粒冷冻电镜技术和原位冷冻电镜技术。其中单颗粒冷冻电镜技术目前国际上做了许多工作，近来也比较火。近年来，我国为了开展这方面工作，购置了许多相关的高端仪器设备。该技术需要将细胞内的活性蛋白分子提纯后在体外分析，但是在体外做的不错的结构最终还需要到体内去验证，如在体内蛋白质是否也是按照相应的结构来执行功能。所以这方面的工作还需要进一步深入。&rdquo 　　祝建表示，原位冷冻电镜的最终目的是研究大分子的结构、功能和机制统一的问题，从而解释生命现象。原位冷冻电镜技术包括冷冻固定、超薄切片，再加上电镜分析、数据采集、三维重构等。冷冻固定可以分为快速冷冻和高压冷冻。高压冷冻技术就是为了使组织的冷冻成为可能而问世，可以冷冻200&mu m厚的样品。而快速冷冻技术只能冷冻30&mu m厚的单细胞层。从冷冻速度来看，快速冷冻的速度稍快一些。　　祝建说：&ldquo 目前，国内购买了多台高压冷冻仪。其实并不是所有的样品都适合高压冷冻，大组织块、一定厚度的样品用高压冷冻最好，其他的单细胞样品用快速冷冻一样能达到很好的效果，而且快速冷冻技术更简便。&rdquo 　　&ldquo 冷冻固定之后，如果在冷冻电镜下分析需要与冷冻超薄切片技术相结合。如果在常温电镜下分析，则还需要冷冻置换、包埋、切片等步骤，现在买高压冷冻仪的单位基本都是要和冷冻置换结合起来。冷冻置换是冷冻固定之后非常必要的低温脱水技术，脱水过程中脱水剂中所含有的固定成分还将在合适的低温温度下对样品进行二次固定。如果要减少样品收缩，则需要快速冷冻固定，慢慢脱水。&rdquo 祝建说道。　　另外，祝建还谈道：&ldquo 原位分析的另外一种途径是标记，通过标记实现定位、定性、定量分析。因为我们无法看到一些结构细节和大分子，所以用抗体来标记连接我们能看到的荧光分子或金颗粒来实现间接原位分析。&rdquo 　　最后，祝建总结说，在实际应用中，要根据样品的特点，从快速冷冻、高压冷冻、冷冻置换、超薄切片、冷冻超薄切片、离子束切片等制样技术中选择合适的组合方法来制样。还有我们要考虑将原位冷冻电镜与单颗粒冷冻电镜结合起来获取有效的分析结果。撰稿：秦丽娟

p　　精确认识细胞当中的大分子结构对于理解它们的功能至关重要。Amunts等人利用冷冻电镜获得线粒体核糖体大亚基3.2埃的分辨率结构，还有最近利用冷冻电镜获取的其他一些高分辨率结构，这些成就预示着分子生物学研究的新时代，获取近原子分辨率的大分子结构将不再是X射线晶体学和核磁共振的特权。/pp style="text-align: center "img alt="" src="http://img1.17img.cn/17img/old/NewsImags/images/2014912171159.jpg" style="width: 600px height: 350px "//pp　　图：利用冷冻电镜获得的近原子分辨率结构：(A)酵母线粒体核糖体大亚基，分辨率3.2 埃。(B) TRPV1离子通道，分辨率3.4 埃。(C)Fsub420/sub-还原[NiFe]氢化酶，分辨率3.36埃。注：该图并不是按比例绘制的。/pp　　核糖体是古老的，大规模的蛋白RNA复合物，它将线性遗传密码翻译成三维蛋白质。线粒体——半自主细胞器，为细胞提供能量，拥有它们自己的核糖体，这一点和细菌非常类似。许多抗生素，如红霉素，通过阻止细菌的核糖体翻译机器来抑制细菌的生长。当设计新的抗生素，不能让他们同时阻断线粒体核糖体很重要。因此，认识这两种核糖体的详细结构是很有价值的。其他核糖体的结构已经通过X射线晶体学确定。Amunts等利用冷冻电镜确定了线粒体核糖体的高分辨率结构，这在不到一年前，很少有人会想到可能实现。/pp　　不用晶体而能够做到这一点无异于是一场革命。主要是因为采用了新的探测器——具有前所未有的速度和灵敏度的直接电子探测器。直接电子探测器能够直接检测电子，而不是需要先将它们转换成光子，然后再转化为光电子探测进行，目前广泛使用的CCD(电荷耦合器件)相机就是这样，但它们的分辨率不是很好。照相胶片从工作原理上来说，高分辨率成像效果应该更好，但它很难和越来越重要的快速读出电子速度及高数据吞吐量相兼容。/pp　　大约10年前，Henderson和Faruqi意识到，应该有可能设计出一种结合了CCD相机和胶片优点的直接探测电子的传感器。他们和两个竞争团队研发的探测器，采用了和大多数手机中的摄像头芯片基本相同的有源像素传感器技术。然而，手机的芯片不能用于电子显微镜，因为强烈的电子束会瞬间破坏它们。因此，首先探测器必须能够抗辐射。第二，探测器所需的像素要大很多，以防止富含能量的电子一次激发多个像素。第三，摄像头采用的芯片必须非常薄，完成每次读出电子160万像素，否则电子散射将会使图像模糊并降低分辨率。目前传感器的厚度大约是一张纸厚度的一半。/pp　　冷冻电镜只需要少量的样品，因此那些无法分离得到大量样品，利用X射线晶体学方法进行分析的物质，现在可以利用冷冻电镜得到高分辨率结构。这同样适用于不容易结晶的非均相样品或柔性复合物，因为不同颗粒或构象的物质的冷冻电镜图像在图像处理阶段很容易分离开。/pp　　新的检测器提供了另一种决定性的优势：当电子束撞击薄的、不支持冷冻的样品时，它们的快速读出能够补偿小的不可避免地移动。在新的相机问世前，由于电子束诱导移动引起的模糊是一个看似不可逾越的问题。现在，通过快速连续拍摄，可以得到一个区域的数十张图像，并且电子束诱导移动被检测到并反转在电脑上。这种去除模糊的影响戏剧性的和天文学哈勃望远镜相类似，尽管在这两种情况下引起模糊的原因是不同的。/pp　　新的相机也促使了低温电子断层扫描成像的重大突破，低温电子断层扫描能够得到全细胞、细胞片、或细胞区室的三维图像，如线粒体。利用断层成像识别分子特征，采用标准CCD相机甚至已达到亚纳米细节，新的探测器问世也必然给断层成像研究带来巨大的变化。/pp　　在新相机问世的同时，强大的极大似然图像处理程序也被开发出来。这些程序定义可靠客观的标准，来对几万或几十万个的单粒子图像进行平均处理，为的是要实现高分辨率。先进的检测器和软件相结合，获取的冷冻电镜结构，在相同的标称分辨率下，其清晰度和map definition比采用X射线晶体学解析的结构要好，因为在冷冻电镜图像中包含着高质量的相位信息。/pp　　冷冻电镜的分辨率革命是否意味着X射线蛋白质晶体学时代即将结束?当然不是。在可预见的将来，分子量小于100kD的小蛋白，分辨率达到2 Å 或更好将依然是X射线晶体学的领域。但是对于大的，易碎的，或者柔性结构蛋白(如膜蛋白复合物)，它们很难形成晶体，但却在生物医学中起着关键的作用，新技术将对此带来重大突破。在未来，对分子量大、已知的蛋白复合物，如核糖体，进行结晶将可能不再是必要的。相反，它们的结构可以从容并迅速的通过冷冻电镜来确定。这真是激动人心的时刻。（编译：秦丽娟）/pp 原文检索：a href="http://www.sciencemag.org/content/343/6178/1443.short"http://www.sciencemag.org/content/343/6178/1443.short/a/p

便携式精密冷镜露点仪露点测量中需注意的问题：　　露点仪通常在大气环境下存放和使用，由于环境空气中的水分含量极高，可达数千到数万×10-6 V/V（体积分数），从而给露点测量操作造成了很大的困难，使得露点测量结果往往发散性比较大。要使测量数据准确可靠，除了保证便携式精密冷镜露点仪具有良好的性能外，还必须注意下面几个问题：　　（1）气路系统应具有良好的密封性，以防止外界环境空气中的水分渗入气路系统中，影响测量结果；　　（2）如果被测气体将直接排入大气，则应考虑大气中的较高含量水分在浓差作用下向测量系统内部反向扩散的问题。常用的方法为在仪器排放口连接一段适当长度的管子，其长度和管径以不会造成背压，影响测量腔的压力为准；　　（3）测量取样管路应尽量短，并避免在管路上有较多的阀门和接头以避免造成死角，从而减少可能的干扰；　　（4）便携式精密冷镜露点仪所使用的管道和测量腔室应选用憎水性强的材料，不锈钢是较好的选择，其次为聚四氟乙烯、铜和聚乙烯等，应尽量避免使用尼龙或橡胶材质的管道进行露点测量。此外，管道和腔室内壁应尽量保证光洁干净。

美国Edgetech冷镜露点仪Dewmaster型号最常用于桌面配置，也可用于机架安装、面板安装和NEMA4配置。根据应用程序所需的最低露点，该系统可与各种冷却后视镜传感器结合使用。冷却后视镜传感器有两级或三级配置，标准主体或耐化学性，通过流通或插入探头取样，以及选择镜结构以实现化学兼容性。冷镜露点仪Dewmaster还可以容纳精确的温度探头和压力传感器。温度测量提供计算相对湿度%、湿球和干球单位所需的信息。压力测量提供计算ppmv、ppmw、gr/lb、gr/kg和其他湿度测量值所需的信息。美国Edgetech冷镜露点仪Dewmaster在手套箱工艺的应用冷镜露点仪Dewmaster手套箱选项1：手套箱或隔离室环境控制在特定含水量或以下。冷镜露点仪Dewmaster与任何S系列或X系列传感器耦合，这取决于所需的最低露点测量。可添加压力传感器，将露点转换为ppmv，用于微量 水分测量。使用S或X传感器时，必须使用高纯度泵通过冷却后视镜传感器从手套箱中提取样品， 然后返回手套箱大气中。美国Edgetech冷镜露点仪Dewmaster在手套箱工艺的应用冷镜露点仪Dewmaster手套箱手套箱选项2：作为替代方案，可以使用DX，也可以使用表面安装选项将其安装在手套箱中，或者通过手套箱的侧壁安装。DX可以配置气压，因此露点可以转换为ppmv（最低点约为100 ppmv）。发动机试验：测量内燃机或燃气轮机（柴油、天然气、汽油）的进气含水量。含水量影响发 动机内的燃烧，在计算燃烧效率时必须加以控制或考虑。发动机测试单元用于汽车性能测试、发动机设计、越野车测试、润滑油测试、催化转化器测试、船用发动机 由于冷镜露点仪Dewmaster 非常易于使用和操作（且成本较低），我们更换了GE湿度计以及其他几家制造商。通常，s2或s2sc传感器与patinum（max）反射镜一起使用。美国Edgetech冷镜露点仪Dewmaster在手套箱工艺的应用冷镜露点仪Dewmaster配有完整的功能显示屏，显示测量参数、光学性能和操作状态/警报信息。在功能上，Dewmaster提供自动平衡循环（ABC）、可编程平衡循环（PABC）、手动平衡循环（MABC）、实时时钟（带日期）、C或F中的测量值、可缩放的电压和电流输出、RS232、两个可编程报警、用于后视镜温度超控（加热和冷却）的控制伺服、一年保修和说明。手册。可选温度探头和压力传感器可用于%rh、at、ppmv和压力。*需要选择冷却后视镜传感器。美国Edgetech冷镜露点仪Dewmaster在手套箱工艺的应用传感器选项：Dewmaster有几种类型的冷镜传感器、温度传感器和压力传感器。对于露点测量，可配置标准S系列流经冷却镜传感器（铝体）、X系列耐化学性-低露点冷却镜的流量。传感器（SS主体），或D系列插入探头式冷却后视镜传感器。最常见的配置是将Dewmaster与S2或S3系列冷却后视镜露点传感器耦合。标准显示器配置将以°C或°F显示露点。如果要以ppmv显示含水量，则需要添加压力传感器选项。添加此项后，将根据露点和压力信息计算ppmv。添加压力传感器选项后，Dewmaster将以°C或°F、ppmv和psia或bar显示露点。S系列：最常见的选择是将Dewmaster与S系列冷却后视镜露点传感器耦合。S系列传感器主体由铝制成，设计为流经采样系统的流体。样品气从工艺点抽取，并通过样品入口/出口（1/4英寸压缩装置）处的S系列冷却后视镜传感器引导。根据所需的露点，您可以从s2、s2sc或s3传感器中选择。s2和s2sc采用2级TEC（热电冷却器）热泵将热量从技术控制系统中排出。S系列传感器的热量通过铝体散发，并对流到周围的环境空气中。s2sc和s3传感器配有风扇，可以更有效地从铝体中吸热。使用该热交换系统，s2（无风扇）可形成60°C的凹陷，s2sc（包括风扇）可形成65°C的凹陷，s3（包括风扇）可形成85°C的凹陷。S系列传感器的一个独特特点是辅助冷却液端口。如果您想比使用标准环境空气热交换更有效地将热量从传感器中吸走，冷却液可以通过辅助端口。根据冷冻液体的温度，你可以获得更大的压降（最多可达10℃。低压是温度与周围气温偏差的绝对值。通过螺钉盖可以清洁后视镜。美国Edgetech冷镜露点仪Dewmaster在手套箱工艺的应用更多进口冷镜露点仪、美国Edgetech冷镜露点仪、Dewmaster露点仪、手套箱露点仪、美国露点仪、高精密露点仪资料请致电英肖仪器仪表（上海）有限公司1⃣ ️ 7⃣ ️ 3⃣ ️ 1⃣ ️ 7⃣ ️ 6⃣ ️ 0⃣ ️ 8⃣ ️ 3⃣ ️ 7⃣ ️ 6⃣ ️ 获取。

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. J.: Intermediary structures during membrane fusion as observed by cryo-electron microscopy. Biochim. Biophys. Acta 979, 275–278 (1989). 8.Klumpe, S., Fung, Herman K. H., Goetz, Sara K., Zagoriy, I., Hampoelz, B., Zhang, X., Erdmann, Philipp S., Baumbach, J., Müller, C. W., Beck, M., Plitzko, J. M., Mahamid, J. A.: Modular Platform for Streamlining Automated Cryo-FIB Workflows. bioRxiv 2021.05.19.444745 doi: https://doi. org/10.1101/2021.05.19.444745 9.Mahamid J, Tegunov D, Maiser A, et al.: Liquid-crystalline phase transitions in lipid droplets are related to cellular states and specific organelle association. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2019 Aug 116(34):16866-16871. DOI: 10.1073/ pnas.1903642116. PMID: 31375636 PMCID: PMC6708344. 10.Schaffer M, Mahamid J, Engel BD, Laugks T, Baumeister W, Plitzko JM.: Optimized cryo-focused ion beam sample preparation aimed at in situ structural studies of membrane proteins. J Struct Biol. 2017 197(2):73-82 doi: 10.1016/j.jsb.2016.07.010 11.Toro-Nahuelpan, M., Zagoriy, I., Senger, F. et al.: Tailoring cryo-electron microscopy grids by photo-micropatterning for in-cell structural studies. Nat Methods 17, 50–54 (2020). https://doi.org/10.1038/s41592-019-0630-5 12.Wan, W., Briggs, J. A. G.: Cryo-Electron Tomography and Subtomogram Averaging. Methods Enzymol. 2016 579:329-67. Doi: 10.1016/ bs.mie.2016.04.014. 13.Zhang, P.: Advances in cryo-electron tomography and subtomogram averaging and classification. Curr Opin Struct Biol. 2019 Oct 58:249-258. Doi: 10.1016/j.sbi.2019.05.021. 相关产品 UC Enuity 超薄切片机 徕卡显微咨询电话：400-630-7761 关于徕卡显微系统 徕卡显微系统的历史最早可追溯到19世纪，作为德国著名的光学制造企业，徕卡显微成像系统拥有170余年显微镜生产历史，逐步发展成为显微成像系统行业的领先的厂商之一。徕卡显微成像系统一贯注重产品研发和最新技术应用，并保证产品质量一直走在显微镜制造行业的前列。 徕卡显微系统始终与科学界保持密切联系，不断推出为客户度身定制的显微解决方案。徕卡显微成像系统主要分为三个业务部门：生命科学与研究显微、工业显微与手术显微部门。徕卡在欧洲、亚洲与北美有7大产品研发中心与6大生产基地，在二十多个国家设有销售及服务分支机构，总部位于德国维兹拉(Wetzlar)。

便携式精密冷镜露点仪SDW-106介绍 便携式精密冷镜露点仪SDW-106是采用光电检测技术，将不同水份含量的气体在不同温度下的镜面上会结露，检测出露层并测量结露时的温度，直接显示露点。广泛应用于气象、电力、冶金、石化、电子、纺织、医药、食品、空调、航空航天等领域，对氮 气，四氟化硫气体露点测量。 功能特点 • 测量精度高，分辨率0.01℃，最佳的测量重复性0.1℃。• 采用四级制冷技术，制冷能力强，可达到 -60℃。• 采用液晶屏显示，可以显示露点温度、 μl/L值、平衡过程曲线、气体流量等参数， 操作方便。• 具有智能判断和故障自诊断提醒功能，如气体流量不合适、光能量偏低、测量结果未到达平衡报警等。• 采用帕尔帖致冷，风冷散热，体积小巧。• 采用耐腐蚀管路，可测量腐蚀性气体。• 采用数字模糊控制技术，平衡稳定时间短，测量只需要3～5分钟。 技术参数测量范围： (0 ～ -60) ℃ （环境温度10℃）分 辨 率： 0.01℃精度： 0.2 ℃平衡时间： 3～5分钟气体流量：（15～60）L/h气体压力： 10mbar～10bar（1kPa～1MPa）显示： 彩色液晶显示环境温度：(-20 ～ +50)℃ 环境湿度： 最大90%相对湿度，无凝结电源电压： AC 220V±10% 50Hz±10%功率：≤ 70W外形尺寸： 320mm×300mm×190mm重量： 7kg 注意事项1. 测量前最好用高纯氮气吹扫15分钟，此时调节流量调节阀在30L/h以保证后续测量准确度。2. 测量前在 “设置”界面查看“光能量”栏， 显示在（99 ~100 ）区间内。 创新点： 便携式精密冷镜露点仪SDW-106是采用光电检测技术，将不同水份含量的气体在不同温度下的镜面上会结露，检测出露层并测量结露时的温度，直接显示露点。广泛应用于气象、电力、冶金、石化、电子、纺织、医药、食品、空调、航空航天等领域，对氮 气，四氟化硫气体露点测量。 功能特点 • 测量精度高，分辨率0.01℃，最佳的测量重复性0.1℃。• 采用四级制冷技术，制冷能力强，可达到 -60℃。• 采用液晶屏显示，可以显示露点温度、 μ l/L值、平衡过程曲线、气体流量等参数， 操作方便。• 具有智能判断和故障自诊断提醒功能，如气体流量不合适、光能量偏低、测量结果未到达平衡报警等。• 采用帕尔帖致冷，风冷散热，体积小巧。• 采用耐腐蚀管路，可测量腐蚀性气体。• 采用数字模糊控制技术，平衡稳定时间短，测量只需要3～5分钟。

近日，约克仪器推出自研全系列冷镜露点仪，并即将在江苏省南京市召开的2022中国国际计量测试技术与设备博览会上亮相问世。 约克仪器是一家从事各类仪器仪表研发、生产、销售、校准与维修服务的高科技公司。自1992年起，经过30年来不懈努力，先后经历了引入国外先进工业级露点仪设备、国内不同行业领域技术普及、实现自研系列产品成功落地等不同发展阶段。为响应国家科技兴国的号召，约克仪器从2010年起，在四川省成都市组建产品自研团队。 厚积之茧，羽化成蝶。经过10年来不断的攻坚克难，终于有所突破，现今约克仪器隆重推出国产全系列冷镜露点仪产品。其分别为：DM9200投入式冷镜露点仪、DM9600便携式冷镜露点仪、DM9700冷镜精密露点仪、DM9800冷镜精密露点仪、 冷镜精密露点仪的工作原理非常精妙。利用热电制冷器冷却露点传感器的镜面，使气体中水蒸气在露点传感器的镜面上冷凝为露或霜，再由光电系统自动控制平衡，使镜面上的露或霜与气体中的水蒸气呈相平衡状态，通过铂电阻温度计准确测量镜面上露层或霜层的温度，从而获得气体的露点温度。约克仪器冷镜露点仪产品以微处理器为核心，采用冷镜传感器为测量单元，具备先进的传感器信号采集处理技术，智能化数据分析及运算方式。因此，约克仪器冷镜露点仪产品具有灵敏度高、响应速度快、精度高、抗交叉干扰、信号稳定等众多优良特点，适配于多种行业，多种领域，并可以为其提供完整、快速、准确的露点测量分析解决方案。YKDC220露点检定系统。本次推出的DM9800为我司**旗舰级计量标准冷镜露点仪产品DM9800产品功能特点：露点传感器测量范围-90～+20℃；露点精度高达±0.1℃（0.18℉）；原始露点测量，精确无漂移；19寸机柜标准6U机箱，方便集成安装；配备9.7寸LCD触摸显示屏，显示直观，内容丰富；图文引导式UI界面，支持中英文切换功能；可选多参数显示，多单位任意切换；USB通信，标准Modbus-RTU协议；自主研发的专用智能算法，高精度，高重复性；3通道模拟输出，多种电信号输出可选；可选前置过滤器、热敏打印机；支持*大32GB数据SD卡存储功能；完善的用户端PC软件。 让我们相约收获的九月，相约在金陵，期待中国国际计量测试技术与设备博览会的顺利开展，共同见证国产自研冷镜露点仪系列产品的展现，共同见证约克仪器三十年在湿度测量领域的发展历程。

日前，江苏省计量院热工所针对烃露点分析仪的校准制定了一项自编方法——《冷镜式烃露点分析仪校准方法》，利用标准气体对冷镜式烃露点分析仪实施校准。此方法为省内首个针对烃露点分析仪的校准方法，实现了从0到1的突破。 　　据了解，天然气具有低碳、绿色、低污染的特点，已成为当今新能源发展的重要方向。其中天然气运输管道相当于人体的血脉，为地区的经济发展保驾护航，为了防止“血脉”堵塞，关键指标“烃露点”的测定成为企业面临的一个严峻问题。天然气中烃露点高时，会导致管道堵塞、设备腐蚀和生产中断等一系列问题，给企业带来了严重的经济损失和安全隐患。 　　广东阳江海陵湾液化天然气有限责任公司的负责人说：“目前市面上出现了很多类型的烃露点分析仪，尽管仪器功能正常，但其准确性却没有数据证明，这对于天然气管道运输的安全有着巨大的隐患，我们心里没底啊。” 　　面对社会企业安全生产的需求，江苏省计量院计量检定工程师积极探索检验检测校准新领域，努力填补技术空白，这一自编方法成为省内计量机构的领先之举。在能源转型的背景下，此项天然气烃露点分析仪的校准方案将为企业提供夯实的技术支撑，进一步助推社会企业的安全发展。

记者近日从内蒙古自治区科技厅了解到，包头稀土研究院向稀土磁制冷技术实用化迈进了一大步，成功研制出新型实用的绿色低碳磁制冷机，使我国稀土永磁式室温磁制冷技术走在世界前列。　　目前室温磁制冷机普遍存在运转频率低、制冷功率及制冷温差不佳、结构复杂、密封困难、制造成本高等问题，包头稀土院开发的磁制冷机技术采用磁体系统实现连续或间歇运转，不仅克服了以上缺点，还能充分进行热交换，大大改善了制冷效果，且运行平稳，降低了制造成本，可广泛用于室温磁制冷等领域。　　据了解，传统的气体压缩式制冷技术存在破坏臭氧层、产生温室气体等缺陷，而稀土磁制冷技术是典型的绿色低碳制冷技术。该技术以稀土磁性材料为工作介质，由稀土材料自身磁热效应实现制冷，与传统的制冷技术相比，具有效率高、无污染、耗能低、安全可靠等优点，潜在应用前景广阔。磁致冷所用的原料主要是稀土镉，而目前镉元素是稀土产品中应用最少的。磁致冷技术的开发可以大量使用镉元素，有利于稀土产品的平衡发展。磁致冷技术可以广泛应用在空调、冰箱等民用和工业制冷等领域，未来大有替代传统制冷技术的趋势。　　目前，磁制冷技术受到全球发达国家的普遍重视。包头稀土研究院已与美国、加拿大、瑞士、荷兰、巴西等国开展了卓有成效的合作，并为其提供了磁制冷用稀土永磁磁场系统，力争使磁制冷技术早日实现工业化应用。　　包头稀土研究院是我国最早采用自主技术利用钕铁硼永磁体组装磁场研制室温磁致冷机的单位，近年来针对稀土磁制冷技术开展了大量创新研发工作，获得了多项发明和实用新型专利。

中科院合肥物质科学研究院固体物理研究所团队突破“固态—固态”相变制冷材料研究的传统思维，提出“通过静水压驱动液—固相变实现制冷效应”（液态—固态）创新思想，在正构烷烃体系中获得室温庞压卡效应，为发展绿色环保的新型制冷技术开辟了新思路。相关成果日前发表于《自然-通讯》。　　态相变制冷材料在磁场、电场等外场驱动下迅速发生热响应，即固态相变热效应。该效应从周边环境中吸热和放热，利用吸热过程产生制冷效果。这类材料对环境影响极小，但制冷性能难以与传统气体制冷剂相匹敌，阻碍了其实际应用。　　固态、液态是两种常见的物质形态，两态之间的分子、原子有序度存在巨大差异，液—固相变时伴随着巨大的熵变，远高于固态相变时发生的熵变。同时，由于液态、固态的密度差异较大，相变时体积也会发生显著变化，使得相变温度对压力敏感，因此可以通过施加压力进行驱动，从而发生巨大热响应即压卡效应。　　受液态—固态相变特征的启发，研究团队首次提出利用压力驱动液—固相变实现庞压卡效应思路，在正构烷烃中发现低压力驱动的庞压卡效应。　　研究还发现，不管是固态还是液态，施加压力时正构烷烃内部均可形成静水压，避免使用时传压介质的添加，因此可提高冷量密度，便于制冷设备的小型化；正构烷烃成本低廉，物理化学性能稳定，工作温窗可调，相变过程可逆且不产生有害排放。因此，正构烷烃类材料在相变制冷领域具有广阔应用前景。　　此次研究为研发基于压卡效应的新型绿色制冷技术提供了新思路并奠定了材料基础，也为研发性能更加优异的新型庞压卡材料指明了方向。　　相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-022-28229-4

9月12日，位于山东荣成石岛湾的高温气冷堆商业示范电站1号反应堆首次达到临界状态。此举标志着我国具有完全自主知识产权的、具有第四代核电特征的高温气冷堆商业示范电站正式开启带核功率运行，为今年底并网发电奠定了基础，进一步巩固了我国在这一领域的国际领先地位。山东荣成石岛湾高温气冷堆核电商业示范电站于2012年底开工建设，是全球首座球床模块式高温气冷堆，装机容量20万千瓦。在国家科技重大专项支持下，攻克多项世界性核能行业关键技术，设备国产化率达93%以上，具有第四代核电的固有安全性特征，在发电、制氢、高温工艺热生产等领域具有广阔应用前景。

作为强大的结构解析工具，冷冻电镜在解析蛋白质结构中具有超强能力。RNA作为另外一种生物大分子，在生命活动中发挥着与蛋白质同等关键的作用，解析它们的三维结构也是科学家们持久探索的问题。但RNA由于分子量小，柔性大等因素，无论是依靠冷冻电镜还是其他结构解析手段，这一目的在往日很难实现。近日，哈佛大学廖茂富博士和尹鹏博士合作，利用ROCK技术改造RNA，赋能冷冻电镜技术，解析了多种RNA的高分辨结构，进一步扩展了冷冻电镜技术的应用场景，也为揭示RNA参与的生命活动，以及围绕RNA的药物开发，打开了全新局面。作为遗传分子DNA的姊妹，RNA支持着我们生活的世界。进化生物学家曾提出假设，认为在DNA和它所编码的蛋白质出现之前，RNA就已经存在并具有自我复制功能。而现代科学发现，只有不到3%的人类基因组被转录成信使RNA(mRNA)分子，并在后续被翻译成蛋白质。相比之下，82%的基因组被转录成具有其他未知功能的RNA分子。为了了解单个RNA分子的功能，在原子和分子键的层面上对其三维结构进行解析是极其必要的。通过对DNA和蛋白质分子进行结晶处理，研究人员已经可以通过X射线晶体学方法或核磁共振方法进行常规的结构研究。然而，由于RNA的分子构成和结构柔性特点，它们往往难以结晶，因此这些需要结晶的方法并不适用于解析RNA分子的结构。 近日，哈佛大学韦斯生物启发工程研究所(Wyss)的尹鹏博士和哈佛大学医学院(HMS)的廖茂富博士合作完成了一项研究，报告了一种对RNA分子进行结构研究的新技术"ROCK"。该技术可以将多个相同的RNA分子组装成一个高度组织化的结构，大大降低单个RNA分子的灵活性，并使其分子量成倍增加。应用于具有不同大小和功能的知名模型RNA作为基准，该团队表明ROCK技术能够将冷冻电镜 (cryo-EM) 方法应用在包含RNA亚基的生物大分子的结构解析上。他们的研究结果发表在《自然-方法》上。 与廖茂富博士一起领导这项研究的尹鹏博士说:「ROCK技术正在打破目前针对RNA进行结构研究的限制，使RNA分子的近原子级分辨率结构得以揭示，这一过程往往难以甚至无法用传统的方法实现。我们期望这一进展能为基础研究和药物开发的许多领域注入活力，包括正在蓬勃发展的RNA疗法。」获得对RNA的控制权 尹鹏博士的研究团队开发了多种方法，包括DNA砖块和DNA折纸术，这些方法使DNA和RNA分子能够根据不同的规则和需求进行自我组装，从而形成超大分子。他们假设，这种策略也能够将自然存在的RNA分子组装成高度有序的环形复合物，通过将特定分子连接在一起的方式，对柔性进行限制。许多RNA以复杂但可预测的方式折叠，在小片段之间进行碱基配对交互。其结果往往会将稳定的 "核心 "和 "茎环 "向圆环外侧凸出。 在ROCK技术(通过吻式发夹实现RNA寡聚化后冷冻电镜结构解析)中，目的RNA被设计成通过吻式发夹序列(红色)自组装成一个封闭的同源环，这些序列定位在在功能非必要的外周螺旋上(蓝色)。在确定了可编辑的非必要外周螺旋后，连接吻式发夹模体和目的RNA核心的螺旋的长度被计算优化。带有目的RNA的多个单独亚基的RNA构建体被转录、组装，通过凝胶电泳纯化，并通过冷冻电镜进行结构解析。 「在我们的方法中，我们构建了吻式发夹，可以将同一RNA两个拷贝的不同外围茎环连接起来，使之形成一个整体稳定的环，其中包含了目的RNA的多个拷贝。我们推测，这些高阶环可以通过冷冻电镜进行高分辨率结构解析，该技术已首次成功应用于RNA分子的结构解析。」 —刘迪，第一作者 描绘稳定的RNA 在冷冻电镜方法中，许多生物大分子的单一颗粒在低温下被瞬间冻结，以阻止它们的运动。随后，在电子显微镜和计算算法的帮助下，对颗粒各个方向的二维表面投影进行比较，以重建其三维结构，实现生物大分子的可视化。彭和刘与廖和他的前研究生弗朗索瓦塞洛(François Thélot)博士合作进行了该工作，后者是该研究的另一位第一作者。廖和他的团队在冷冻电镜领域、以及对特定蛋白质形成的单颗粒的实验和计算分析中做出了重要贡献。 廖茂富说:「与传统方法相比，冷冻电镜在解析包括蛋白质、DNA和RNA在内的生物分子的高分辨率结构细节方面有很大的优势，但是大多数RNA的小分子量和高柔性使其结构难以解析。我们组装RNA多聚体的新方法同时解决了这两个问题，通过增加RNA的分子量，并降低其柔性，我们的方法为基于冷冻电镜方法解析RNA结构这一领域打开了大门。」由于整合了RNA纳米技术和冷冻电镜方法，该团队将这一复合技术命名为"ROCK" (RNA oligomerization-enabled cryo-EM via installing kissing loops, 通过吻式发夹实现RNA寡聚化后冷冻电镜结构解析)。 为了证实ROCK技术的可行性，该团队将研究聚焦于四膜虫(一种单细胞生物)的大内含子RNA和固氮弧菌(一种固氮细菌)的小内含子RNA，以及FMN核糖开关。内含子RNA是散布在新转录RNA序列中的非编码RNA序列，必须被 "剪接"出来才能形成成熟RNA。FMN核糖开关存在于一些细菌RNA中，这些细菌会参与由维生素B2衍生的黄素代谢物的生物合成。在与RNA结合后，黄素单核苷酸(FMN)将切换其三维构象，并抑制其母RNA的合成。 在对四膜虫 I 组内含子的结构解析过程中，研究人员收集了约十万张ROCK技术处理的单颗粒冷冻电镜图像，通过一系列计算分析步骤重建了其结构，整体分辨率达到了2.98Å，结构核心的分辨率达到了2.85Å。最终的模型提供了四膜虫 I 组内含子的详细视图，包括之前未知的外围结构域(以土黄色和紫色显示)，它们构成了围绕核心的条带。 研究小组称，他们将四膜虫 I 组内含子组装成一个环状结构，使样品更加均匀，并能够利用组装结构的对称性来进行计算。虽然数据采集两的规模并不大，但ROCK技术的优势使研究小组能够以前所未有的分辨率解析该结构。RNA的核心结构以2.85Å的分辨率解析，揭示了核苷酸碱基和糖骨架结构的详细特征。研究小组还称如果没有ROCK技术加持，在当前的资源条件下，他们不可能做到这一点。 冷冻电镜还能够捕捉不同构象的分子。研究小组通过将ROCK方法应用于固氮弧菌内含子RNA和FMN核糖开关结构解析中，确定了固氮弧菌内含子在其自我剪切过程中的不同构象，揭示了FMN核糖开关配体结合部位的相对刚性的构象。 这项研究生动演示了RNA纳米技术如何推动着其他学科的发展。将天然状态的RNA分子结构进行可视化，对理解不同细胞类型、组织和生物体的生物及病理过程产生巨大的影响，甚至能够实现新的药物开发方法。 相关文献摘要高分辨率的结构研究对于理解各种RNA的折叠和功能至关重要。在此，我们提出了一种纳米结构工程策略，利用单颗粒冷冻电镜(cryo-EM)对纯RNA结构进行高效的结构测定。即ROCK技术(通过安装吻式发夹实现RNA寡聚化的冷冻电镜技术): 将吻式发夹序列安装到RNA的非必要功能茎上，使其自组装成具有多倍分子量和降低结构柔性的同源封闭环。ROCK技术能够以2.98 Å的整体分辨率(核心部分为2.85 Å)对四膜虫 I 组内含子进行冷冻电镜三维重构，以建立完整的RNA模型，包括以前未知的外围域。ROCK技术被进一步地应用于两个较小的RNA: 固氮弧菌 I 组内含子和FMN核糖开关，揭示了前者的构象变化和后者的结合配体。ROCK技术有望大大促进冷冻电镜在RNA结构研究中的应用。评论来源：Science Dailyhttps://www.news-medical.net/news/20220503/New-method-enables-the-structural-analysis-of-RNA-molecules.aspx文献来源：Nature Methodshttps://www.nature.com/articles/s41592-022-01455-w#citeas水木未来视界丨iss. 18

牛奶冰点测定仪德国盖博FUNKE GERBER 牛奶冰点仪Cryostar冷冻液价格促销 牛奶冰点仪Cryostar冷冻液更换周期一般是一个星期一次，这样可以控制好冷冻液的温度，因为冷冻液在工作中会和空气接触，冷冻槽属于非密封状态，那么时间一久冷冻液的纯度不够，可能导致样品不能在指定的温度解冻。 德国Gerber CryoStar牛奶冰点仪 乳品冰点仪 牛奶冰点检测仪 冰点仪 仪器简介：1 德国FUNKE GERBER公司介绍： 自1904年起，德国FENKE GERBER已经开始涉足乳制品行业。经过100年多的发展，GERBER公司的牛奶分析仪、牛奶冰点仪和牛奶离心机等仪器已经在牛奶食品领域发挥了重要的作用，成为乳品研发和安全检测实验中不可或缺的仪器。2 GERBER牛奶冰点仪（CryostarⅠ）介绍2.1 仪器测量原理 液体的凝固点与所含溶质的摩尔浓度相关，总摩尔浓度越高，凝固点越低。正常牛奶的冰点在-0.533 ~-0.516℃之间，牛奶冰点与水分含量之间存在一定的数量关系，两者可以换算。 因此通过检查牛奶的冰点，就可以推算出牛奶的纯度。 为回馈广大盖博产品的用户，我司现对牛奶冰点仪冷冻液进行特价促销活动！牛奶冰点仪参数：检测速度：40个样品/小时测量范围：0.000℃∽-1.500℃检样量：2.0-2.5ml（2.2ml）南京铭奥仪器设备有限公司中国总代理联系人：张苏华地址：南京市秦淮区刘家岗84号[210006]电话：025-87163873 18913964277传真：025-87163873E-Mail：suhua1985@126.com

苏昭铭：博士，四川大学生物治疗国家重点实验室博士生导师。华西生物国重创新班"一对一"指导教师。前不久，苏昭铭老师带领课题组在Nature发表文章。优秀的成绩并非偶然，从学生、学者到老师，苏昭铭一路走来，一路坚守。从“尖子生”到“好老师”从学生到学者，在求学的过程中，苏昭铭没有吝啬时间的付出，也未曾停止向更高处的探索。在离开北京大学后，苏昭铭前往美国北卡罗来纳州立大学攻读博士学位。在不断钻研的过程中，苏昭铭找到了坚守的方向。博士阶段，苏昭铭的研究方向是有机化学。“博士最后一年，随着基础知识的积累，我逐渐产生自己的想法，也发掘着自己的未来方向”，他回忆到，“在自由文献讨论的课堂上，有关生物的相关命题启发着我去探索自己真正的兴趣所在。”博士毕业后的苏昭铭并没有止步，他先后前往美国Scripps Florida研究所，美国贝勒医学院从事博士后研究。“博士后阶段帮助我从一个刚毕业的学生过渡到一个可以从事严肃科学研究的工作者”，两次转型使苏昭铭完成了研究重心从化学到生物的成功过渡，也寻找到了“让我觉得更有意义和挑战性”的科学课题。从学者到老师，时间与经验的积淀是为人师的必经之路。即使已经拥有一份华丽的简历，苏昭铭却始终“还想再去高处看看”，他质问自己，“既然我作出选择，并付出这么多时间，那为什么我不能做到世界顶尖的水平呢？”2017年，苏昭铭加入斯坦福医学院，任职高级研究员，在美国科学院院士Wah Chiu实验室从事冷冻电镜相关的研究。苏昭铭深知，对于科研，时间的积淀是必须的也是急不得的， “只有当你具有独立思考的能力和清晰的目标，才能担负起领导课题组的责任”。2019年，归国后的苏昭铭选择了四川大学华西医院生物治疗国家重点实验室。“川大对于科研的纯粹吸引了我，川大‘华西生物国重创新班’以提升本科同学的科研能力和创新思维为宗旨的创新人才培养模式，也引起我极大的兴趣。我们不仅有自己纯粹的科研追求，还能为川大的优秀人才培养做出贡献”。苏昭铭说。四川大学华西医院生物治疗国家重点实验室拥有西南地区唯一的冷冻电镜平台，在魏于全院士的大力支持下，课题组应用多种冷冻电镜技术，进行RNA的结构及功能的探索，缓缓揭开了“RNA结构与功能关系”这层神秘的面纱。“苏老师是一个‘可沟通’的老师”，这是苏昭铭的第一位研究生对他的评价。谈及学生管理，苏老师回忆起自己的博士生导师。导师随性而专注的工作状态无形中对苏昭铭形成了一种指引，“他让我觉得我也可以从事科研，也意识到科研的价值与乐趣所在”。在带领课题组的过程中，苏老师也将这种观点传输给自己的学生: 一是要确认同学的心态，“科研需要大量的时间付出，对于每一名学生，我都需要确认他们是否从内心选择这样的道路，这是对他们人生的‘负责’”；二是要“接地气”，不算壮大的课题组却气氛感十足，“如果让学生对科研产生一种遥不可及的距离感，会让他们对此产生抵触与畏难情绪”。除了带领课题组进行深入的探究，基于生物治疗国重的人才培养平台，苏昭铭老师也负责部分本科教学的课程。通过扩展冷冻电镜的相关知识，带领同学们认识着前沿的科学技术，受到广泛好评。“探索”，是科研的至美之境目前，苏老师团队的主要研究方向为应用冷冻电镜技术，探索生物大分子，尤其是RNA的精细结构。前不久，苏昭铭课题组在Nature发表文章，他们运用冷冻电镜单颗粒重构技术首次解析了全长四膜虫核酶的高分辨结构，揭示了外围区域结构及其远程调控催化活性的功能，阐明了在底物结合和催化过程中的内部引导构象的变化。在这项研究中，课题组成员主要负责电镜结果的数据处理。“对于我们的研究，数据处理对成果的贡献要占到50%以上的比重”，苏昭铭向我们介绍到，“数据的分析是对凌乱数据的梳理，不加分析的原始数据难以得出有意义的结论”。这项研究解析了截至目前全世界分辨率最高的纯RNA冷冻电镜结构，填补了40年来在全长四膜虫核酶结构功能研究上的空白，也为用冷冻电镜进行RNA结构研究提供了参考。攻读博士期间，苏昭铭一直聚焦于合成研究领域，学习冷冻电镜技术，而丢掉“老本行”这样巨大的转变需要勇气，也需要大量时间与经历的投入。苏昭铭用两段博士后经历完成了这个转变。第一个博士后阶段，苏昭铭瞄准了生物领域的“RNA”分子，将其与化学相联系，“在我看来，相对于蛋白质来说，RNA的研究还有很多空白，而他作为中心法则中上承DNA下启蛋白质的生物大分子，其结构与功能应得到我们更多的关注”。第二个博士后阶段，苏昭铭在贝勒医学院初步开启了RNA冷冻电镜结构功能研究之旅。回首博士后的科研探索经历，他不禁感慨道，“这样的过渡需要时间的付出，又或者说这些时间的付出成就了这样的转变”。深度、高度，是苏昭铭对待科研“纵向探索”的追求，而在选题的诞生过程中，他也总会“横向挖掘”各个领域的关联，通过冷冻电镜观测RNA的先进技术，解决现代医学的重要问题。谈到选题的诞生，他说道：“许多想法不是在办公室中凭白产生的”。读文献，帮助回顾已有的进展，而参与学术会议则是想法碰撞的重要机遇，“在交流中我们也会寻找与各个学科领域的合作关系”。“足球”，是生活之至乐所在为各学院老师所公认的，除了苏老师的科研水平，还有他精湛的“球技”。足球，是苏昭铭工作之余必不可少的娱乐方式。苏昭铭对足球的热爱要从学生时代说起，他从小对球类运动充满兴趣，足球则逐渐更成了他在科研工作之余寻找“乐子”，放松自我的不二选项。“科研工作者与其他工作所最不相同的，大概就是‘无时无处不在思考’”，苏昭铭老师笑称，“运动帮我们保持更好的身体和心理状态”。来到华西后，苏昭铭在球场结识了同样热爱足球的同事朋友，带领组建了华西国重教职工球队。每周两次的足球训练，“踢着踢着就成了习惯”，足球成为苏昭铭生活的一部分。在第二届川大教职工足球联赛中，苏昭铭所在的华西国重教职工球队获得冠军，而他也在比赛中获得“最佳射手”的称号。实验室或绿茵场，苏昭铭在科研与生活中找到自己的平衡；奔跑或思考，他似乎永远专注而充沛地，进行无止境的探索。未来，苏老师将带领课题组，继续应用冷冻电镜的技术，探索生物RNA的结构与功能，为基础医学的认知与药物疗效验证提供新的思考！

更清楚地看见生命分子的结构，有助于我们了解分子的功能和各个组分之间的相互作用。图源：EMBL。Credit: Agnieszka Obarska-Kosińska/EMBL and MPI of Biophysics编者按：2023年，Frontiers for Young Minds期刊网站再度邀请五位诺贝尔奖得主，专门为青少年撰写关于他们的研究的科普文章。《赛先生》获授权翻译了这一系列文章。了解生物的分子结构，一方面有助于科学家更好地理解这些分子的生物学功能，另一方面也对药物研发具有重要的指导意义。在下面这篇文章中，2017年诺贝尔化学奖得主理查德亨德森与Frontiers for Young Minds杂志撰稿人诺亚塞格夫，详解冷冻电子显微镜技术的发展历程，以及它如何引发生命分子结构的分辨率革命。诺亚塞格夫 理查德亨德森 ｜ 撰文Ano-GPT ｜ 翻译瞿立建 ｜ 校译理查德亨德森博士。他与雅克杜博歇（Jacques Dubochet）教授和约阿希姆弗兰克（Joachim Frank）教授因“开发冷冻电子显微镜，用于溶液中生物分子结构的高分辨率测定”，获得了2017年的诺贝尔化学奖。图片：A. Mahmoud，来源：诺奖官网。本文基于塞格夫对亨德森的采访撰写而成。结构生物学是观察构成生命的各种分子的结构，这些分子存在于人类和其他动物中，也存在于微生物和植物之中。为了解析这些结构，结构生物学家使用越来越精确的成像技术，从而“看见”或确定更小更多样的分子的结构。冷冻电子显微镜是一种非常先进和强大的成像技术：电子被发送到冷冻样品中，以确定单个分子的结构，其放大倍数足以看见原子。这些图像使我们更深入地理解生命的基本结构和功能。在本文中，我们将描述冷冻电子显微镜掀起的这场“分辨率革命”的发展过程。受访者亨德森博士因为这方面的贡献最终获得2017年的诺贝尔化学奖。眼见为实：看见微观的生命分子生物体包含许多重要的结构，并进行着多种活动。在人体内，我们有很多器官，它们由细胞构成，而细胞内又有很多细胞器和分子执行维持生命所必需的功能，例如能量代谢、排出废物、物质运输和抵抗有害因子等（图1）。为了了解生物体的工作原理并最终造福人类，我们需要密切观察这些微观分子的结构，以及这些结构执行的活动。结构生物学的使命便是观察这些生物组分的结构。过去，科学家们会从生命体内正在发生的特定活动着手，例如能量的代谢、转换和存储，再寻找参与其中的分子，通常是蛋白质和酶，然后才能去解析这些分子的结构。图 1：细胞内部的艺术效果图。您可以将细胞内部想象成一个密集的游乐场，其中包含许多不同的分子和细胞器，每个分子和细胞器都执行其独特的功能。要了解生命的运作方式，我们需要了解这些生命分子的结构和功能。然而在2000年，这一从功能到结构的研究思路发生了变化。因为这一年，通过人类基因组计划，科学家首次整理出完整的人类遗传信息的“指令集”（DNA碱基序列），这些遗传信息，甚至有约80%是之前不知道的。从那时起，通过基因信息，科学家可以在不必事先了解其功能的情况下先确定相关分子的结构。这开辟了结构生物学的全新路径。那么，科学家又是如何确定这些分子的结构呢？答案是：电子！电子和显微镜电子是存在于原子中的微小带电粒子，它的流动产生了电力。电子也是光和其他形式的电磁辐射——如X射线——的来源。你能相信吗，直到1895年，人类才发现了电子。在那一年，电子首次被英国剑桥大学物理系的科学家约瑟夫汤姆孙（J. J.Thomson）识别并命名。40年后的1935年，J. J.汤普森的儿子乔治汤姆孙（G. P. Thomson）证明了电子作为一种粒子，也同时表现出波的性质：它具有频率和波长，就像其他波一样。汤姆孙父子都获得了诺贝尔奖：父亲是因为电子作为粒子的发现，儿子是因为电子作为波的发现。不久之后，科学家意识到，如果电子表现得像波一样，从某种意义上说，它们一定也表现得像光一样，因为光也是一种波。因此，科学家想到也许可以用电子照亮他们想要观察的微小样品，就像我们基于可见光用眼睛、相机或普通显微镜来观察物体一样，这就是电子显微镜的起源。电子的波长很短，大约是可见光波长的十万分之一。而波长越小，样品放大的倍数越大。这意味着用电子拍摄的照片能显示出更多的细节，也就是说电子显微镜具有很高的分辨率。由于它的高分辨率，电子显微镜可以解析以前不可能看清楚的微小分子的结构。电子显微镜如何工作？电子显微镜中装有能够发射高能电子束的装置，能够穿过待研究的样品（如图2A所示）。当电子穿过样品时，它们与样品中的原子相互作用而偏离原来的行进路径——称为衍射，偏离方式决定于样品中原子排列的方式。因此，电子通过样品时“拾取”了其结构信息。电子随后通过特别设计的电磁场进行聚焦，这种电磁场称为电磁透镜，类似于相机内的镜头，然后被电子探测器记录下来。在这个阶段，科学家得到了从样品中衍射的电子的图像，然后将其转换为样品本身的图像。这种转换基于简单的物理学，其描述了被测物体与所成图像之间的关系。这一转换取决于许多因素，包括电子的波长和所使用的透镜，但这都由显微镜专家来处理。图 2：电子显微镜。(A) 在电子显微镜中，电子源释放出一束热的高能电子，穿过被置于真空环境的样本。当电子与样品相互作用时，它们会发生衍射（散射），随后被特殊透镜收集和聚焦，然后被电子检测器检测。(B) 剑桥大学的电子显微镜，它允许科学家对冷冻生物样本进行成像。图片来源：剑桥大学电子显微镜的挑战尽管电子可以帮助我们获得非凡的分子图像，但仍需克服重大挑战。首先，正如量子物理学告诉我们的那样，单个电子的活动具有不确定性。当你问电子遇到特定分子时会发生什么时，他们不会给出明确的答案。相反，他们有一定的概率（可能性）参与每个可能的结果。在电子世界中，所有可能发生的事情都确实发生了，每个选项都有确定的概率。这意味着科学家必须从许多电子中收集答案，并开动头脑，将这些信息组合起来。为实现这一目标，我们用数百万个电子照射样本，并使用它们的总体平均值来获得合理的答案。其次，电子的能量非常高，在成像过程中必须要穿过样品，而这会对样品造成损坏。 这 些超高能电子和任何其他类型的高能辐射一样，可以将样品分子中的电子打出来。 这会改变样品分子的形状和特性，因为生物分子相对脆弱。 因此，科学家很难在单个生物分子被破坏之前获得足够的结构信息。 应对这一挑战的一种方法是，拍摄许多独立的、相同的分子的图像： 至少 500 个，并对图像进行平均以获得分子典型的结构。 另一种方法是以特殊方式冷却样品，使其更能抵抗电子损伤——这将在下一节中介绍。另一个挑战在于，电子一旦靠近任何原子就会发生衍射。这意味着电子源和样品之间必须畅通无阻，这样电子才能到达目标分子，而不会因其他分子（如空气中的氧气和氮气）挡道而散射。换句话说，科学家必须在电子显微镜的样本周围创造一个真空。然而由于生物分子总是处在含水溶液中（想一想血液中的分子），水分子难免会蒸发到真空之中，此外水分的蒸发还会使样本过于干燥，这又通常会损坏样本中的生物分子。面对这些问题，结构生物学家发挥他们的创造力，利用水的独特性质来应对这一挑战。水在极低温度下能保持液态吗？为了解水的独特性质，您可以尝试下面这个实验（图 3 ）。拿一个带盖的空罐子，装满水，在水下拧紧盖子从而避免罐子里混入气体，然后将其放置于冰箱的冷冻层。一天之后，罐子里的水温将下降至− 10 °C 或− 20 °C（通常情况下水会在0 °C时结冰）。第二天，把罐子从冰箱里拿出来看看——水是变成了固态冰，还是保持液态？图 3：家里的过冷水。(1) 取一个空罐子，装满水，确保里面没有气泡。(2) 将罐子密封好 (3) 放入冰箱冷冻一天。(4) 然后，取出罐子。水是结冰的还是液态的？如果它仍然是液体，你就制得了过冷水！大多数情况下，您会发现水仍然是液态，尽管它已经冷却到低于其冰点 (0 °C) 的温度。在我们的实验中，我们希望将水进一步冷却到− 170 °C 以下，因为在这个温度下它变得平静又稳定。我们还希望避免产生冰晶，因为它们会干扰我们的测量。为此，我们必须使用雅克杜博歇 实验室开发的特殊冷却方法，他与我 (理查德亨德森) 、约阿希姆弗兰克于2017 年共同获得了诺贝尔化学奖。在这种方法中，我们要用到非常冷的液体乙烷或丙烷（天然气中的成分，组成原子只有碳和氢），将乙烷/丙烷液体冷却至− 185 °C，然后我们将一层非常薄的水膜浸入其中，这层水膜在极端时间内——约千分之一秒——迅速冷却，以至于没有时间形成有组织的冰晶，而是保持无序的液态形式 [1]，我们称之为无定形冰。这样，我们就得到了过冷水。热电子和冷样品的神奇组合事实证明，过冷水的薄膜非常适合我们想要用电子显微镜成像的生物分子悬浮在其中。当我们将这个冷却步骤添加到成像过程中时，就是所谓的冷冻电子显微镜技术。冷冻电子显微镜技术使我们能够应对前文提到的两个挑战：一方面它使标本稳定，从而更能抵抗高能电子的破坏，另外，它允许生物分子处于自然的水环境中，避免水蒸发到真空之中。它还有一个更重要的优势：与大多数其他液体不同，水在冷却到 4 °C 以下时会膨胀，这一特性有助于生物分子在过冷水中保持完好。想象一下，如果水在冷却时收缩，它就会挤压甚至破坏要成像的分子。这种相当简单但高效的冷冻电子显微镜成像方法使我们大大提高了生物分子成像的分辨率。这就是它有时被称为“分辨率革命”的原因。图 4：冷冻电子显微镜拍出的图像。(A) 一种称为腺病毒的致病病毒的结构。该图像显示了称为衣壳的外表面，它是包裹病毒遗传物质的蛋白质外壳。颜色代表距球体中心的距离：红色距离中心最远，蓝色距离最近。(B) 一种参与微生物能量产生的酶。颜色代表酶的各个次级结构单元（片段）。(C) 2013 年（左，浅紫色）和 2017 年（右，深紫色）冷冻电子显微镜的分辨率对比。图片来源：(A) 改编自参考文献 [2]；(B) 改编自参考文献 [3]；(C) Martin Hö gbom ，斯德哥尔摩大学，基于 V. Falconieri 的图像。冷冻电子显微镜的未来电子是对生物分子成像的最佳粒子。为了让您了解它们有多好，我们把它们与另外两种常用粒子进行比较：X 射线光子（类似于光子，但波长较短）和中子（一种来自原子核的粒子）。我们可以计算出成像时所获得的结构信息量与该粒子在样本中造成的损害的比值，以此来衡量该粒子的成像效果。根据该标准，电子比 X 射线好 1000 倍，比中子好3倍！这就是我和我的同事多年前开始使用电子而不是其他粒子的原因。如今，冷冻电子显微镜已经获得非常成功的应用，使用它的结构生物学家的数量已经很多了，但还在迅速增加。冷冻电子显微镜仍有很大的改进空间。一是改进电子探测器，它们仍然不够大或效率不够高，使我们实际所用的电子比理论上应使用的电子要多得多。此外，当电子束接触样品时（包括水分子和生物分子），如果能进一步减少样品的运动将会改善成像效果[4, 5] 。我们相信，在大约 5 年的时间里，应对这些挑战将会取得重大进展。届时我们将拥有更强大的工具，让我们更好地理解许多生物学问题，例如生命如何运作以及如何繁殖。我们获得的信息可能有助于我们维护人、动物和植物的健康。我们可以期待冷冻电子显微镜的光明前景！给年轻人的建议我，理查德，想分享一些我在整个职业生涯中遵循的实用建议。这些建议来自1960 年诺贝尔生理学或医学奖得主彼得梅达沃 (Peter Medawar) 的著作。获得诺贝尔奖后，彼得梅达沃出版了《可解的艺术》（The Art of the Soluble）和《寄语青年科学工作者》(Advice to a Young Scientist)两本书。他在书中说，科学和生活中有很多有趣的东西，我们应该对一切事物保持好奇。但我们也应该选择一些我们特别感兴趣的东西来做。此外，他说科学家们应该致力于当前可以被回答的科学问题，而不是 100 年后才能被解决的那一类遥远的问题，因为那已经超出了科学家的一生。他认为科学是可解决的艺术，得专注于可以解决的问题。科学家应该基于现在的技术回答当前可以被回答的问题。我读大学的时候学的是物理，当时，我想知道物理学会走向何方，我记得我列了一个清单，列出了关于未来所有有趣的话题。有聚变研究，涉及从氢聚变中产生无限的能量。然后是高能粒子物理学，这一领域的研究促成了新粒子的发现，包括希格斯玻色子等。还有固体物理学，它推动了计算机工业和微芯片的发展。生物物理学、天体物理学、宇宙学、黑洞和中子星等都是其他有趣的话题。如果我选择其中的任何一个主题来研究，它们都会同样有意思、令人兴奋。所以，如果你决定从事科学，你必须选择你感兴趣的东西，这样你的研究和工作就是自发的，而不是因为受到任何人的强迫。当你有兴趣和上进心时，遇到困难也不太会困扰你——你只会把它当作一个挑战并继续前进。一旦你选择了一个有趣的主题，在你真正朝着那个方向前进之前，最好尽可能多地了解你为研究这个主题可以进行的各种活动。如果经过 6 个月或一年的努力，结果证明你的想法不是很好，请不要犹豫重新思考并寻找新的方向。与过去相比，今天的科学发展非常迅速。仅在 100 年前，我们甚至不知道 X 射线和电子的存在，而现在我们掌握了整个人类基因组的信息，我们拥有处理 DNA 的复杂方法，并且我们几乎可以弄清楚我们想要的任何东西。未来 100 年将是活着的好时机——也是成为科学家的好时机。享受你的生活，把自己投资在你最感兴趣的事情上！作者致谢：感谢 Alex Bernstein 提供插图、Susan Debad 对手稿的编辑。封面图来源：英国医学研究理事会（MRC）分子生物学实验室 via PNAS.

-- 为NORAN System 7微区分析系统提供最优的探测器尺寸、分析速度和分辨率中国上海，2012年8月10日 &mdash &mdash 7月30日，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）在2012显微镜学和微区分析大会上发布新型赛默飞UltraDry硅漂移（电制冷）X射线探测器。该探测器为同类最优，为金属和矿物、先进材料和半导体等行业应用提供更快速、准确的（微区）X射线分析。它进一步提升了广受赞誉的赛默飞NORAN System 7 X射线微区分析系统的性能。赛默飞副总裁兼分子光谱和微区分析产品总经理John Sos指出：&ldquo 我们的UltraDry硅漂移（电制冷）探测器在超高的采集速率下具有优异的分辨率，这在当今的纳米技术和先进材料应用分析中是至关重要的！我们对该探测器的卓越改进使我们NORAN System 7系统整体能以最快的速度获得最多的数据。加之使用我们独有的高级数据处理工具 &mdash &mdash COMPASS软件和直接倒相软件，用户可以满怀信心地将其EDS分析结果提升至全新的水平。&rdquo UltraDry硅漂移（电制冷）探测器性能的提升是其设计和技术工艺改进的直接成果。该探测器提升了能量分辨率的界限，在Mn-K&alpha 的能谱谱峰分辨率高达123eV。采用尺寸较小先进的场效应晶体管（FET）与晶体一体化的卓越设计在最大程度上减小了导致电噪声的分布电容。UltraDry探测器能够高效地操控脉冲堆积处理，使其在高速处理中具有最佳的分辨率和最小的死时间比率。无需外部附属设备或液氮制冷。新型的UltraDry探测器提供宽范围的晶体有效面积选择（10mm2，30mm2，60mm2 和100mm2），并具有先进的窗口工艺技术和独一无二的可分析至元素铍的轻元素完整的分析算法。其他关键特征包括：&bull 旨在使样品至探测器距离最小化和探测器立体角最大化的用户定制设计&bull 独有的旨在创造最大工作距离范围的垂直开槽的准直器&bull 操作环境温度至35° CNORAN System 7是非常适用于金属和采矿、先进材料、学术研究、半导体和微电子、失效分析、缺陷审查等材料电子显微微区应用分析的卓越平台！欲了解更多有关NORAN System 7和UltraDry（电制冷）探测器的信息，请访问网站www.thermoscientific.com。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。我们的使命是帮助客户使世界更健康、更清洁、更安全。公司年销售额120亿美元，员工约39,000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，以及环境与过程控制行业。借助于Thermo Scientific、Fisher Scientific和Unity&trade Lab Services三个首要品牌，我们将创新技术、便捷采购方案和实验室运营管理的整体解决方案相结合，为客户、股东和员工创造价值。我们的产品和服务帮助客户解决在分析领域所遇到的复杂问题与挑战，促进医疗诊断发展、提高实验室生产力。欲了解更多信息，请浏览公司网站：www.thermofisher.com关于赛默飞中国赛默飞世尔科技进入中国发展已有30年，在中国的总部设于上海，并在北京、广州、香港、成都、沈阳等地设立了分公司，目前已有超过1900名员工、6家生产工厂、5个应用开发中心、2个客户体验中心以及1个技术中心，成为中国分析科学领域最大的外资企业。赛默飞的产品主要包括分析仪器、实验室设备、试剂、耗材和软件等，提供实验室综合解决方案，为各行各业的客户服务。为了满足中国市场的需求，目前国内已有6家工厂运营，苏州在建的大规模工厂2012年也将投产。赛默飞在北京和上海共设立了5个应用开发中心，将世界级的前沿技术和产品带给国内客户，并提供应用开发与培训等多项服务；位于上海的中国技术中心结合国内市场的需求和国外先进技术，研发适合中国的技术和产品；遍布全国的维修服务网点和特别成立的维修服务中心，旨在提高售后服务的质量和效率。我们致力于帮助客户使世界更健康、更清洁、更安全。欲了解更多信息，请登录www.thermofisher.cn

p style="text-align: center "　img style="width: 450px height: 300px " title="" alt="" src="https://5b0988e595225.cdn.sohucs.com/images/20180225/3c8aab60dba745dba378baa58e3763e7.jpeg" height="300" hspace="0" border="0" vspace="0" width="450"//pp　　2018年2月7日，国际学术期刊—美国神经科学学会会刊《Journal of Neuroscience》以封面形式报道了中国科大微尺度物质科学国家研究中心与生命科学学院毕国强、刘北明与周正洪教授合作课题组的研究成果—利用冷冻电子断层三维重构技术(cryo-electrontomography,cryoET)与冷冻光电关联显微成像技术(cryo- correlative light and electron microscopy, cryoCLEM)解析神经突触超微结构。/pp　　突触是大脑行为、意识、学习与记忆等功能的最基本结构与功能单元，同时也是多种脑疾病发生的起源。精确解析突触的分子组织架构，及其在神经活动过程中的变化被认为是解密大脑奥妙的最直接有效的方法，也是神经科学中最基础的研究工作之一。早期，生化与分子生物学、电生理学等研究发现了突触中的各种大量分子和细胞器组份，并揭示了突触的各种功能特性和可塑性规则。然而，由于研究手段的局限，突触中的这些不同的组件是如何组织成复杂的机器来执行不同的功能，还远远没有充分观察和解析。最新发展的冷冻电镜技术(cryoEM)，尤其是cryoET技术能够实现对亚细胞乃至全细胞在纳米水平分辨率的三维成像，为突触分子组织架构的解析提供了契机。/pcenterp style="text-align:center"img style="width: 450px height: 253px " title="" alt="" src="https://5b0988e595225.cdn.sohucs.com/images/20180225/1a09c6615b644cab8d1b801fb8bf6375.jpeg" height="253" hspace="0" border="0" vspace="0" width="450"//p/centerp　　合作课题组利用cryoET结合自主研发的冷冻光电关联显微成像技术实现了对中枢神经系统中两类最主要突触-兴奋性/抑制性突触的精确区分以及结构特征的定量化分析。通过将大鼠的海马神经元培养在冷冻电镜的特型载网上，随后进行快速冷冻后并直接进行CryoET/CryoCLEM成像，课题组获得了一系列完整突触在近生理状态下的三维结构。结合定量分析手段，首次报道了抑制性突触的均匀薄片状突触后致密区结构，并发现两类突触中均存在椭球状突触囊泡，结束了关于两类突触在突触囊泡和突触后致密区形态精细结构上的由来已久的争论。进一步，利用当前最先进的结合了Volta相位板、电子能量过滤器和直接探测相机的冷冻电镜成像设备，合作课题组获得了突触在分子水平的精细组织架构，实现了在突触原位直接观察单个神经递质受体蛋白复合物及其与支架蛋白的相互作用。/pcenterp style="text-align:center"img style="width: 450px height: 338px " title="" alt="" src="https://5b0988e595225.cdn.sohucs.com/images/20180225/3d9159e6d55349468de507eb6529dbf6.jpeg" height="338" hspace="0" border="0" vspace="0" width="450"//p/centerp　　这是当前国际上首次利用冷冻电镜技术对完整突触进行系统性定量分析。这一工作，一方面推动了对突触超微结构与功能这一“黑匣子”的解密，另一方面为突破冷冻电镜技术在复杂细胞体系中原位解析生物大分子复合物的组织结构这一技术挑战奠定了基础。/pcenterimg alt="" src="https://5b0988e595225.cdn.sohucs.com/images/20180225/45e3e783ec57412d8f858989386d1214.jpeg" height="454" width="356"//centerp　　图: 利用CryoET解析离体培养海马神经突触三维结构的三维可视化渲染(Journal of Neuroscience 2018年2月7号封面)/p

p style="text-indent: 2em text-align: justify margin-top: 15px "ATP-柠檬酸裂解酶（ACLY）是一种中心代谢酶，催化ATP依赖性柠檬酸和辅酶A（CoA）转化为草酰乙酸和乙酰-CoA1-5。哥伦比亚大学的科学家们与Nimbus Therapeutics的研究人员合作，利用冷冻电镜技术揭开了这种代谢酶的神秘面纱，这种酶可能成为癌症治疗的下一个主要分子靶点，这项研究的最新进展发表于《Nature》杂志。br//pp style="text-indent: 2em text-align: justify margin-top: 15px "首先，我们来了解下究竟什么是ACLY。ATP-柠檬酸裂解酶（ACLY）是一种中心代谢酶，催化ATP依赖性柠檬酸和辅酶A（CoA）转化为草酰乙酸和乙酰-CoA。乙酰辅酶A对脂肪酸的代谢、胆固醇的生物合成以及蛋白质的乙酰化和异戊烯化至关重要。作为抗癌药物的靶标，ACLY一直备受关注，因为许多癌细胞依赖它进行肿瘤的转移与扩散。 ACLY也是抗血脂异常和肝脂肪变性的靶向位点，部分药物目前正在进行3期临床试验。当前已报道许多ACLY抑制剂，但其中大多数仅具有很弱的活性。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify margin-top: 15px "虽然之前的实验已经成功完成了该酶的片段，但此次哥伦比亚大学Liang Tong及其研究团队的工作揭示了在高分辨率下人类ACLY的完整结构。Liang Tong教授表示，“ACLY是一种控制细胞内许多过程的代谢酶，包括癌细胞中的脂肪酸合成。通过抑制这种酶，我们可以控制癌症的生长。此外，该酶还具有包括包括调节胆固醇生物合成等其他作用，因此针对该酶的抑制剂也可用于控制胆固醇水平。同时，靶向治疗是癌症研究的一个热点领域，癌细胞中的某些特定分子会帮助它们生长，分裂和传播，而此次解析的ACLY酶也是其关键的一员。通过阻断这些分子的作用，我们可以有效的抑制肿瘤生长与扩增。”/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/72498bef-69fb-42c1-b014-c2870a88485b.jpg" title="1111.jpg" alt="1111.jpg"//pp style="text-indent: 2em text-align: justify margin-top: 15px "今年早些时候，另一组研究人员展示了一项针对高胆固醇治疗的口服疗法bempedoic acid的3期临床试验结果。该药物是第一代ACLY抑制剂，单独服用可降低低密度脂蛋白（LDL）胆固醇30％，与他汀类药物联合使用可降低20％。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify margin-top: 15px "目前已经发现ACLY在几种类型的癌症中过表达，并且实验已经证实“关闭”ACLY可引起癌细胞停止生长和分裂。了解ACLY的复杂分子结构将使研究者了解到该分子最佳的抑制区域，为靶向药物开发铺平道路。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify margin-top: 15px "Liang Tong及其研究团队使用纽约结构生物学中心的设施，使用冷冻电镜技术（Cryo-EM）来解析ACLY的复杂结构。 Cryo-EM允许使用电子显微镜对冷冻生物样本进行高分辨率成像。然后将一系列二维图像计算重建为精确、详细的复杂生物结构（如蛋白质，病毒和细胞）的三维模型。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify margin-top: 15px "冷冻电镜结果揭示了有效抑制ACLY的意外机制。研究小组发现，抑制剂结合需要酶结构的显着变化。然后，这种结构变化间接阻断底物与ACLY的结合，从而防止酶活性发生。这种新的ACLY抑制机制可以为开发治疗癌症和代谢紊乱的药物提供更好的方法。/ppbr//p

冷冻电镜已成为解析生物大分子结构的最主要技术之一。在冷冻电镜密度图的质量评估中，一个关键的指标是分辨率，即可以通过一致性测试的最精细结构细节的大小。由于样品异质性和辐射损伤等因素的影响，冷冻电镜密度图在不同区域的分辨率是可以不同的；因此，研究者因此引入了局部分辨率的概念。快速、准确、有效地评估冷冻电镜密度图的局部分辨率可以为三维重构和下游结构分析提供指导。目前可用的局部分辨率估计方法存在一些限制，比如需要人工进行参数调整、耗时较长，以及在某些情况下需要以半折密度图 （half map） 作为输入，无法对单个密度图估计局部分辨率等 。 近日，清华大学生命科学学院/北京生物结构前沿研究中心张强锋课题组在Journal of Molecular Biology期刊发表题为： CryoRes: Local Resolution Estimation of Cryo-EM Density Maps by Deep Learning 的研究论文。在该研究中，他们开发了一个基于深度学习框架的人工智能算法——CryoRes，可以直接从单个冷冻电镜密度图中估计出局部分辨率。 CryoRes建立在残差3D U-Net的架构之上，可以在端到端的预测框架下执行精确的局部分辨率估计。通过在1174个实验获得的冷冻电镜密度图数据上进行监督式训练，CryoRes学习到了密度图体像素特征与分辨率之间的关系，从而实现了无需额外输入直接进行局部分辨率的估计。 相对于目前广为使用的基于FSC的方法blocres，CryoRes局部分辨率估计的平均均方根误差为2.26Å，显著优于当前最先进的分辨率估计方法。此外，CryoRes还能够为每个密度图生成大分子表面，其精度比ResMap估计的大分子表面的准确率高12.12%。此外，相较于其他方法，CryoRes克服了一些限制，例如需要输入half map或大分子表面的信息，实现了全自动、无参数、超快速的局部分辨率估计。 另外，CryoRes也适用于冷冻电子断层图数据的局部分辨率估计。CryoRes可在https://cryores.zhanglab.net 上免费使用。图：CryoRes框架 清华大学生命科学学院/北京生物结构前沿研究中心张强锋副教授和清华大学生命科学学院博士后徐魁为论文通讯作者，清华大学生命科学学院2021级博士生代沐芷为论文第一作者，2018级博士生董卓尔为该工作做出了重要贡献。另外，清华大学生命科学学院/北京生物结构前沿研究中心闫创业副教授和2021级博士生孔方也为该工作提供了宝贵的意见和帮助。本工作得到国家自然科学基金、中国博士后科学基金、清华-北京生命科学中心博士后基金、北京生物结构前沿研究中心、清华-北大生命科学联合中心、上海期智研究院的支持。 论文链接：https://doi.org/10.1016/j.jmb.2023.168059

p据外媒报道，宾夕法尼亚州立大学研究团队表示，想要开发可靠、快速充电、适宜在寒冷天气下工作的汽车电池，自组装薄层电化学活性分子或将成为解决方案。/ppbr//ppimg style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/70cad0b3-66f1-47a4-989c-f6ad1caabc2a.jpg" title="202009011201548733.jpg" alt="202009011201548733.jpg"//pp style="text-align: center "锂图片来源：PSU官网/ppbr//pp金属电池是继锂离子电池之后的下一代电池，宾夕法尼亚州立大学机械工程教授、电池和储能技术中心的主要研究人员Donghai Wang说，“这种电池使用的是锂负极，能量密度更高，但存在枝晶生长、效率低和循环寿命短等问题。”研究人员表示，具有电化学活性的自组装单层，可以分解成合适的构成部分，保护锂负极表面，从而解决这些问题。/ppbr//pp这类电池由锂负极、锂金属氧化物正极和电解质构成，其电解质中含有锂离子导电材料和保护性薄膜层。在快速充电或在寒冷的条件下，如果没有保护层，电池中可能逐渐长出锂枝晶，最终会导致电池短路，大大降低电池的实用性和循环寿命。Wang表示：“关键在于调整分子化学，使其能够在表面自我组装。”在充电时，这种单层可以提供良好的固态电解质界面，从而保护锂负极。/ppbr//pp研究人员将这种单层膜沉积在薄铜层上。在电池充电时，锂撞击单层并分解形成稳定的界面层。部分锂与剩余的层体一起沉积在铜上，原层分解的部分在锂上面进行重组，从而保护锂，防止生成锂枝晶。/ppbr//pp据研究人员介绍，利用这项技术，可以提升电池的存储容量，增加充电次数。Wang说：“这项技术的关键在于能够在需要的时候及时形成一层膜。这种膜可以分解并自动转化，然后留在铜上并覆盖锂表面。这种技术可以应用于无人机、汽车或一些水下低温应用的小型电池中。”/p

在全球变暖及能源紧张的背景下，对于实验室可持续发展越来越受到主流的重视，实验室仪器的设计和选择变得尤为重要。在实验室众多应用技术中，冷冻干燥因其温和的干燥能力和广泛的应用领域而受到推崇认可，但由于工艺时间过长，消耗能源并产生大量热，同时维持冻干机的低温条件需要使用大量制冷剂，对大气环境产生污染。瑞士步琦拥有超过 80 年的溶剂蒸发经验，在干燥领域拥有无可比拟的专业地位，一直在为实验人员提供各种问题的解决方案。步琦 LyovaporTM 系列冷冻干燥机致力于满足实验室冷冻干燥的复杂需求，从适合标准应用的 L-200 旗舰款可连续工作的 L-300，再到最新的产品 L-250，旨在推出先进的高能效冷却技术解决方案。在这个绚烂的初夏， 2024年6月4日瑞士步琦邀您共同见证一场科技创新与绿色环保的艺术盛宴——采用EcoStreamTM 技术的冷冻干燥机 L-250 隆重发布：适合您实验室的最环保的冷冻干燥方案！我们的创新冷却技术能在不影响质量和可靠性承诺的情况下，减少仪器对环境的影响。步琦冷冻干燥机 LyovaporTM L-250EcoStreamTM创新采用突破性压缩机设计，实现 -85°C 的冷凝器温度降低实验室中的热量输出和噪声排放利用天然冷却剂降低环境影响，全球变暖潜能值 (GWP) 低至 4（相当于 0.000380 吨 CO2，比使用传统制冷剂的同类设备节省约 7000 倍）节省能源提高性能采用智能压缩机设计，降低了电能消耗稳定的冰冷凝器温度可实现大样品量的完全溶剂收集，并配有终点测定功能通过水和有机溶剂的可靠冷冻干燥带来收益兼具高效和高控制力采用 Infinite-Control&trade 技术，可通过手机、平板和电脑远程控制仪器显示屏实时显示过程参数图表可轻松安装在工作台和手推车上或放进通风橱内配备样品保护模式，避免样品温度升高到设定的塌陷温度以上，以保护珍贵的样品根据应用需求而变化，可以从基本款升级到专业款仪器步琦的绿色决心ACT 标签自步琦建立初期，我们的仪器始终着重于为研究者们打造安全可靠的绿色实验室环境，一直关注实验室的可持续发展性。为此，配备绿色科技 EcoStreamTM 技术的冷冻干燥机其设计理念到生产制造整个流程均考虑到对环境的影响。冷冻干燥机 LyovaporTM L-250 是 MyGreenLab（我的绿色实验室）ACT 标签的候选者。MyGreenLab 是一家致力于推动科学研究可持续发展的非营利国际组织，ACT 标签的要求参照业内意见制定，表示归责性、一致性和透明度，对仪器在其整个生命周期中对环境影响认证，从制作过程、生产材料、物流运输到使用中的电力消耗、制冷化学品使用以及仪器废旧处理的可回收性都一一做出认证。我们一直在努力实践步琦可持续发展的绿色倡议，同时可以体现我们帮助客户建立环保实验室的决心。继 LyovaporTM L-250 发布，步琦提供了一条完整的冷冻干燥产品线，满足各种需求的最佳解决方案：__L-200L-250L-300经典款专业款基础版专业款连续款专业款冰冷凝器温度-55 ℃-85 ℃-105 ℃最大样品装载量6kg / 24h4kg / 24h12kg / 24h最大捕冰量6kg5kg不限EcoStream技术__●●__制冷剂全球变暖潜能值 GWP400043559加热搁板控制_●_●_●歧管架/非加热搁板/阻塞装置●●●●●●监测样品温度_●_●_●冻干终点判定_●●●_●触摸显示屏_●●●_●连接到软件_●_●_●通过步琦全新冷冻干燥机 LyovaporTM 系列仪器可以帮助您的实验室减少碳足迹，有效提升资源利用效率，同时旨在通过高效节能的实验涉笔为科研人员提供安全、环保的工作环境！

科学家们用冷冻电镜(cryo-EM)成像了代谢酶与其抑制剂的结合，获得了空前的高分辨率。他们认为，这种技术将为药物研发带来一场革命。　　了解一个酶与药物结合时的精确结构，就可以更好的设计药物来阻断或者增强酶的活性。美国国立癌症研究所NCI(隶属NIH)的Sriram Subramaniam博士领导研究团队，对&beta -半乳糖苷酶(beta-galactosidase)及其抑制子PETG(phenylethyl-beta-D-thiogalactopyranoside)进行了高分辨率成像(2.2 Å )，并将结果发表在五月七日的Science杂志上。　　&ldquo 以成像人类蛋白为基础的药物研发进入了新时代，&rdquo NIH主管Francis S. Collins博士说。&ldquo 近原子水平的蛋白结构，为理解细胞过程提供了极为详细的信息。&rdquo 　　药物研发人员往往要分析小分子与蛋白质的相互作用，而且分辨率越高越好。现在Subramaniam等人达到了cryo-EM成像迄今为止的最高分辨率(2.2 Å )，此前只有X射线晶体衍射达到过这种水平的分辨率。这能为人们提供足够的结构信息，进行更好的药物研发。　　用cryo-EM进行结构分析时，需要在液氮温度下瞬间冷冻蛋白质悬液，让蛋白质分子周围的水分保持类似液体的状态，然后再通过成像解析蛋白分子的三维结构。1995年，Richard Henderson曾作过一个大胆的预测：在理想条件下，冷冻电镜(cryo-EM)检测蛋白结构应该可以达到3 Å 的分辨率。现在研究者们已经成功突破了这一理论极限。　　&ldquo cryo-EM技术允许我们成像相对较小的蛋白，在接近天然环境的条件下获得高分辨率结构，蛋白结构不受结晶过程的影响。这些优势使其成为了革命性的技术，&rdquo Dr. Subramaniam说。　　研究人员用大约四万张分子图像，建立了&beta -半乳糖苷酶结合PETG的结构模型。他们明确了PETG的结合位点，揭示了复合体中的离子和水分子，获得了极为详细的氨基酸排列。　　Dr. Subramaniam及其同事近年来用cryo-EM研究了一系列有重要医学意义的分子，比如HIV的包膜糖蛋白以及脑细胞中的谷氨酸受体。而这项研究是分辨率最高的一次结构分析。　　&ldquo Cryo-EM逐渐成为了结构生物学和癌症药物研发中的强大工具，&rdquo NCI 的Douglas Lowy说。&ldquo 就算是难以结晶的蛋白，Cryo-EM也很容易获得高分辨率的三维结构。&rdquo

p　　中国一个科研团队日前采用冷冻电镜技术，在原子层面上重构了一种结构和功能极其复杂的疱疹病毒核衣壳，为后续研究病毒核衣壳在神经细胞中的运输提供了“精细化”结构基础。br//pp　　发表在最新一期美国《科学》杂志上的这一研究，阐释了可引起生殖器疱疹的“单纯疱疹病毒-2”核衣壳的早期组装机制。/pp　　疱疹病毒直径约为150纳米至200纳米，保护病毒基因的核衣壳包含约4000个蛋白组分，尺寸巨大、成分复杂，且自身结构具有一定“柔性”，在纯化过程中容易造成颗粒局部微小形变。/pp　　冷冻电镜技术能以高分辨率测定生物分子结构，但当测定尺寸大于120纳米的生物样品结构时，其电子穿透样品产生的信噪比偏低，并存在颗粒局部欠焦量显著差异等问题，使其分辨率很难突破3.9埃(1埃等于十分之一纳米)。/pp　　论文通讯作者、中国科学院生物物理研究所研究员王祥喜介绍说，他们对导致欠焦量差异的物理效应进行矫正，还把单个“单纯疱疹病毒-2”颗粒分成了240个亚单位，并进行分类和单颗粒重构，从而将冷冻电镜技术的分辨率提高到3.1埃。/pp　　观测发现，这种病毒核衣壳主要蛋白组分VP5分为4种构象，且存在较大差异，4种构象相互作用并形成复杂的结构网络。王祥喜说，这些差异揭示了核衣壳具有良好稳定性的原因。/pp　　基于这一观测结果，研究人员提出一个“单纯疱疹病毒-2”核衣壳有序组装的结构模型。/pp　　王祥喜说，分辨率显著提升标志着冷冻电镜技术进入一个新时代，给超大病毒和亚细胞系水平上超大复合体的近原子分辨率重构带来了希望。/p

Toxic, hot, and spicy: Nanodiscs improve membrane protein resolution in cryo-EM(作者：Cube Biotech)Nanodisc结合冷冻电镜应用时 ，Nanodisc提升了通过冷冻电镜对膜蛋白的解析率，同时揭示了功能性磷脂所扮演的重要角色。The last few years have seen a tremendous increase in high-resolution protein structures solved by cryo electron microscopy (cryo-EM). Novel electron detecting cameras and sophisticated analysis software have expanded the capacity of cryo-EM to smaller and asymmetric proteins (1). As a true competitor to X-ray crystallography, cryo-EM is particularly interesting for hard-to-crystallize targets such as membrane proteins.在过去的几年里，使用冷冻电子显微镜（冷冻电镜）对蛋白结构高分辨率结构解析的应用有着很大地增长。新型的电子探测相机和复杂的分析软件使冷冻电镜的应用延伸到更小和不对称的蛋白结构解析（1）。作为X射线晶体法的真正强势的替代方法，冷冻电镜能把如膜蛋白等难以结晶的蛋白作为应用目标，并引起了各界广泛的兴趣。The importance of sample preparation methods for high-resolution cryo-EM data cannot be underestimated. Two recent Nature publications have shown that nanodiscs are not only excellent tools for membrane protein stabilization, but that they can also improve resolution, in particular of the transmembrane region, and enable analysis of interacting phospholipids.在应用的过程中，样品制备方法对得到高分辨率冷冻电镜数据的重要性是不可低估的。从最近的两篇发表到Nature的文章来看，Nanodisc不仅是膜蛋白稳定的优良工具，而且它也可以提高在电镜解析的分辨率，特别是膜蛋白的跨膜部分，同时能实现磷脂相互作用的分析。Toxic: Near-atomic detail of a bacterial Tc toxin membrane insertion (2). Stefan Raunser' s team at the Max-Planck Institute in Dortmund, Germany unveiled the mechanism used by bacterial Tc toxin as it enters the cell. Besides the high medical relevance of this project - Tc toxins include anthrax, plague, and scarlet-like fever toxins - the conformational changes these toxins undergo are simply fascinating. Secreted by bacteria as soluble proteins, toxins fold into channels that perforate the host membrane by a putative entropic spring mechanism. In previous attempts with detergent-solubilized protein, it was not possible to resolve the transmembrane region of the toxin. Now, using nanodisc-stabilized TcdA1 protein, researchers were able to achieve an overall resolution of 3.5 Angstrom, allowing them to describe this mechanically enforced membrane insertion mechanism for the first time.Toxic: Near-atomic detail of a bacterial Tc toxin membrane insertion (2)。德国马克斯普朗克研究所的Stefan Raunser团队阐述了细菌Tc毒素进入细胞的机制。除了这个项目的高度医学相关性价值外( Tc毒素包括炭疽，鼠疫，猩红热样毒素)这些毒素所经历的构象变化是有极大吸引力的。由细菌分泌的可溶性蛋白，毒素折叠成通道穿过宿主细胞膜。以前尝试使用去污剂溶解带跨膜区域蛋白进行分析，并不能很好地解析带跨膜区域的毒素。而现在使用Nanodisc稳定TcdA1蛋白，研究人员能够获得到3.5埃的解析度，这让他们有机会首先发现并描述了这种机械的强制膜插入的机制。阅读更多Nature原文Hot & spicy: Functional lipids enable detection of heat and hot spices (3). Yifan Cheng' s team at UCSF analyzed the tetrameric transient receptor potential vanilloid 1 (TRPV1) ion channel at 2.9 Angstrom resolution. TRPV1 reacts to many physical and chemical stimuli, including heat and capsaicin, an ingredient of chilli peppers. Nanodiscs were crucial to obtain a high resolution structure, as previous attempts with amphipol-stabilized complexes had only yielded a 3.8 A resolution.But nanodiscs played another important role in this analysis: By providing a phospholipid bilayer, they enabled the discovery of lipids with a structural function in ligand binding. Similar to the results of the Dortmund group, the transmembrane regions were those with the highest resolution, stressing the value of nanodiscs for cryo-EM analysis.Hot & spicy: Functional lipids enable detection of heat and hot spices (3).加州大学旧金山分校的程亦凡团队分析了瞬态电压感受器阳离子通道1(TRPV1一种在疼痛和热知觉中起中心作用的蛋白质）在2.9埃分辨率离子通道结构。TRPV1对许多物理和化学刺激，包括热、辣椒素(一种辣椒的成分)都有反应。Nanodisc是此研究中获得高分辨率的结构十分重要的因素，而以前的尝试使用双极性稳定复合物只得到了3.8个埃的分辨率。在这一研究中，Nanodisc还扮演了另一个非常重要的角色：通过提供一个磷脂双分子层，研究人员得以发现磷脂具有配基结合的结构功能。类似于Stefan Raunser团队的结果，跨膜区具有最高的分辨率，大大提升了Nanodisc在结合冷冻电镜分析膜蛋白应用中的价值。阅读更多Nature原文参考文献：1.Kühlbrandt, W. Cryo-EM enters a new era. eLIFE (2014) doi:10.7554/eLife.036782. Gatsogiannis, C. et al. Membrane insertion of a Tc toxin in near-atomic detail. Nature structural and molecular biology (2016),23,884-890. doi:10.1038/nsmb.32813.Gao, Y. et al. TRPV1 structures in nanodiscs reveal mechanisms of ligand and lipid action. Nature (2016) 534(7607):347-351. doi:10.1038/nature17964

美国康塔仪器公司近日推出用于气体吸附分析仪和真密度分析仪的新型紧凑型电制冷/热温度控制器选件。 全自动气体吸附分析仪是用来测量多孔材料和粉末的比表面积和孔径分布的经典仪器。虽然大多数这类测量使用低温液化气体（如液氮），但许多应用仍然需要在一个差异极大的温度下进行测量，如在室温或水的冰点。这些较高的温度必须得到很好的控制，即恒温。最好的恒温方法是通过主动制冷/加热以确保温度的稳定性，而不是，例如，依靠融冰获得0℃。因此，一般都是采用冷热循环水浴恒温器实现相应温度。虽然这些恒温器性能很好，并且可适用相当宽的温度范围，但他们往往太大，太耗电，不适用于小规模的自动调温作业。相比之下，利用Peltier电子陶瓷装置的恒温器制冷和加热在封闭体系的循环液，这使得流体的蒸发非常低，响应时间非常快。该温度控制器选件可以用于以下&ldquo 循环杜瓦组件&rdquo ： NOVA 循环杜瓦组件: p/n 01655-7757Quadrasorb循环杜瓦组件: p/n 01655-7757-SIAutosorb-iQ循环杜瓦组件: p/n 01655-7757-iQ1 更宽的温度范围 (-28degC to 100degC)可选择压缩机致冷/加热循环水浴恒温控制器(220-240V) P/N02127-1.该附件也是康塔全自动真密度分析仪Ultrapyc- T 1200e 的理想附件 ，与配有内置恒温循环线圈的外部端口连接。珀耳帖（peltier ）取代了有单独加热和冷却的元素和相关的压缩机，使新的循环控制器附件体积与真密度分析仪相匹配（12&ldquo 宽x 12&rdquo 深）。该恒温控制器控温范围可从－5℃ ～ 65℃，提供必要的接头和软管。电压工作范围90－240V。订货编号 P/N 01215－TE－1。2当用于 Ultrapyc-T 1200e 时，工作温度应该在15 - 50degC 之间。

冷冻TEM薄片制备和冷冻体积成像的全新工作流程解决方案 蔡司冷冻关联工作流程联接了光学显微镜和双束电镜(FIB-SEM)，从而用于分析细胞的超微结构随着蔡司冷冻关联工作流程的发布，蔡司为生命科学研究团体提供了一种新的软硬件结合的冷冻显微镜解决方案。该工作流程将宽场显微镜、共聚焦显微镜和双束电镜(FIB-SEM)无缝地连接起来，且便于使用。该解决方案提供了针对冷冻关联工作流程需求而优化的硬件和软件，从荧光大分子的定位到高衬度体积成像和用于冷冻电子断层成像的薄片减薄。冷冻关联显微镜技术是一种新兴的大分子结构分析技术。由于细胞和组织的超微结构可以不带人为假象的保存下来，因此冷冻显微镜可以在接近自然的状态下观察细胞结构。然而，这项技术却给用户带来了复杂的挑战，例如耗时的样品制备和成像流程、去玻璃化、冰晶污染或样品丢失。“在蔡司，我们通常致力于确保研究人员能够更快地采集数据，更好地分析数据。借助蔡司的冷冻关联工作流程，我们正朝着简化和优化科学家的工作流程的方向迈出下一步，以便他们能够完全专注于自己的研究。” 蔡司研究显微镜解决方案负责人Michael Albiez博士强调道。各种研究领域，如细胞生物学、癌症研究、植物科学和发育生物学，都将受益于冷冻显微镜获得的超微结构信息。蔡司冷冻关联工作流程帮助研究人员更容易获得这一先进技术，使他们能够更快地评估样品的质量，获得高分辨率、高衬度的3D数据流，并简化TEM薄片制备的工作流程。简化的工作流程和样本的安全传输蔡司冷冻关联工作流程联接宽场显微镜或共聚焦显微镜（蔡司Axio Imager、蔡司LSM 900/980 with Airyscan）和双束电镜（蔡司Crossbeam），以实现体积成像和TEM薄片的高效制备。专用的配件简化了工作流程，并有助于在显微镜之间安全的转移玻璃化样品。这些部件与冷冻关联显微镜样品台台Linkam CMS196V³和冷冻传输系统Quorum PP3010Z兼容。数据管理由蔡司联用软件ZEN Connect负责。这一系列的工具都有助于增强成像效果。最高的成像性能贯穿全工作流程得益于适用于冷冻成像的物镜和蔡司Airyscan探测器的高灵敏度，蔡司共聚焦显微系统能够以高分辨率探测和定位蛋白质和细胞结构，同时温和的光照可以防止样品去玻璃化。蔡司双束电镜Crossbeam提供了高衬度体积成像-甚至样品没有经过重金属染色。这两种方式为彻底了解超微结构提供了有价值的功能和结构信息。在室温下使用可提高工作效率不同于其他解决方案，该工作流程中使用的蔡司显微镜不仅可用于冷冻显微镜技术，也可用于室温的应用。将设备从冷冻状态转换为室温状态非常快速且无需专业技术。这种灵活性为用户提供了更多的实验时间。成像平台可以从更高的利用率和更快的投资回报中受益。