一种高通量多功能半月形载网

专利2025-11-02  4


本发明涉及冷冻电子断层扫描成像,特别涉及一种高通量多功能半月形载网。


背景技术:

1、冷冻电镜方法结合三维重构技术近年来在结构生物学领域发展迅速并正在取得重要突破,特别是在单颗粒技术、微晶电子衍射技术和冷冻电子断层扫描技术领域发展更快。目前研究病毒结构、入侵机制以及生命周期是针对性开发疫苗、抗体以及药物的基础,一直是结构生物学研究热点。而这些热点问题的研究需要获得细胞原生环境中的蛋白结构,这也是原位结构生物学亟待发展的原因。冷冻电子断层扫描成像技术是原位结构生物学的一种重要技术方法,该技术方法的目标是将超大蛋白质从细胞、甚至组织环境中直接解析出来,以获得其在体结构、与核酸/生物膜的相互作用关系及分布信息。

2、冷冻电子断层扫描成像技术流程是将置于透射电镜样品台上的冷冻样品沿固定轴旋转,并从多个角度拍照获得倾转系列,将其重构为三维断层图像,再使用子断层平均法进行结构解析的新型结构生物学方法。其中样品制备和透射电镜数据收集是重要的两个环节。为了让更高比例的弹性散射电子参与成像来提高成像质量,该技术要求样品的厚度在200nm以下。基于冷冻双束制备冷冻切片的方法根据样品厚度的不同可以分为两种,第一种是对于10μm以下厚度的样品,可以使用倾斜的离子束制备冷冻切片。对于厚度远大于10μm的细胞或组织样品,需要使用冷冻聚焦离子束中的纳米机械提取技术。

3、冷冻电子断层数据采集之前透射电镜状态的调整对高质量的数据收集至关重要,比如物镜像散和彗差的校正。透射电镜像散和彗差等状态好坏的判断需要对采集的图像进行傅里叶变换,根据索恩环的状态实时进行调整。因此,调整状态所需要的样品需要具有高质量的索恩环。而纳米机械提取技术制备的冷冻切片不能直接用来进行透射电镜的状态调整,其原因是:(1)玻璃态的冰索恩环质量差。(2)切片厚度较厚,一般在200nm左右,影响索恩环质量。(3)透射电镜状态调整需要对样品高计量连续采集图像,冷冻切片用来透射电镜状态调整的区域被辐照破坏无法再进行数据收集,不仅造成切片利用率非常低,而且电镜状态无法调好。因此,现在都采用索恩环质量高的超薄碳膜作为电镜状态调整的样品。目前用的半月型载网没有可用的超薄碳膜区域,由于冷冻透射电镜样品台一次只能装载一个样品,所以调状态过程需要将收数据的冷冻切片样品和调状态的超薄碳膜样品来回切换,样品无法精确定位,而且还浪费大量电镜机时,也增大了冷冻切片样品产生冰污染的风险。

4、中国发明专利,申请号:cn202210074439.3中公开了一种冷冻双束提取透射电镜样品的新型高通量半月形载网,可实现高通量高质量冷冻切片的制备。其设计的半月形载网具四齿结构或三空隙结构,冷冻样品提取出来以后,将样品粘接到齿的侧边或者空隙中间,实现样品的转移,但整个载网区域无可用于电镜合轴状态调整的超薄碳膜区域。

5、但是传统的半月型载网没有可用的超薄碳膜区域,透射电镜样品台一次只能装载一个样品,所以调状态过程需要将收数据的冷冻切片样品和调状态的超薄碳膜样品来回切换,不仅浪费大量时间,样品无法精确定位,也增大了冷冻切片样品产生冰污染的风险。


技术实现思路

1、本发明针对现有技术中载网不能实现同一载网进行数据收集和透射电镜合轴状态调整的问题,提供了一种高通量多功能半月形载网。既可实现高通量冷冻聚焦离子束提取透射电镜样品并用于透射电镜观察,又可以实现透射电镜合轴状态调整的新型载网。

2、为了实现以上发明目的,本发明采取的技术方案如下:

3、一种高通量多功能半月形载网,包括载网,在载网表面开设栅格,栅格设有网状空隙,空隙表面铺设有超薄碳膜。

4、作为优选,所述在载网的字母标记点和空隙之间开设三个栅格,栅格设有网状空隙。

5、作为优选,所述载网的标记字母右侧开设一个栅格。

6、作为优选,所述的载网材质为金、铜、钼的其中一种。

7、作为优选,所述的载网半径为1.5mm。

8、作为优选,所述栅格状为圆形,直径为0.3mm。

9、作为优选,所述栅格状为圆形,直径为0.64mm。

10、作为优选,所述空隙的空隙数目为200目至400目。

11、作为优选,所述空隙形状为矩形,长和宽为0.03~0.08mm。

12、作为优选,所述超薄碳膜厚度为1nm至50nm。

13、与现有技术相比,本发明的优点在于:

14、可同时实现透射电镜状态调整及数据收集、结构简单、便于加工、使用方便的新型载网,高通量多功能半月形载网结合冷冻聚焦离子束,可实现高质量冷冻透射电镜数据收集,大大缩短数据收集准备时间,提高数据收集质量。



技术特征:

1.一种高通量多功能半月形载网,其特征在于:包括载网,在载网表面开设栅格,栅格设有网状空隙,空隙表面铺设有超薄碳膜。

2.根据权利要求1所述的一种高通量多功能半月形载网,其特征在于:所述在载网的字母标记点和空隙之间开设三个栅格,栅格设有网状空隙。

3.根据权利要求1所述的一种高通量多功能半月形载网,其特征在于:所述载网的标记字母右侧开设一个栅格。

4.根据权利要求1所述的一种高通量多功能半月形载网,其特征在于:所述的载网材质为金、铜、钼的其中一种。

5.根据权利要求1所述的一种高通量多功能半月形载网,其特征在于:所述的载网半径为1.5mm。

6.根据权利要求2所述的一种高通量多功能半月形载网,其特征在于:所述栅格状为圆形,直径为0.3mm。

7.根据权利要求3所述的一种高通量多功能半月形载网,其特征在于:所述栅格状为圆形,直径为0.64mm。

8.根据权利要求1所述的一种高通量多功能半月形载网,其特征在于:所述空隙的空隙数目为200目至400目。

9.根据权利要求1所述的一种高通量多功能半月形载网,其特征在于:所述空隙形状为矩形,长和宽为0.03~0.08mm。

10.根据权利要求1所述的一种高通量多功能半月形载网,其特征在于:所述超薄碳膜厚度为1nm至50nm。


技术总结
本发明公开了一种高通量多功能半月形载网,包括载网,在载网表面开设栅格,栅格设有网状空隙,空隙表面铺设有超薄碳膜。本发明的优点是:可同时实现透射电镜状态调整及数据收集、结构简单、便于加工、使用方便的新型载网,高通量多功能半月形载网结合冷冻聚焦离子束,可实现高质量冷冻透射电镜数据收集,大大缩短数据收集准备时间,提高数据收集质量。

技术研发人员:秦昌东,惠小娟,郭振玺
受保护的技术使用者:北京大学
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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