冷冻油分析仪

冷冻机油广泛应用于各行各业，用于去除设备中的热量。典型的应用包括酿造厂，使酿造厂的温度保持在零摄氏度左右，以及需要稳定的冷冻水供应的化学工艺中。制冷机通常通过制冷循环或蒸汽压缩来运行。近年来，吸收式制冷循环在工业上并没有得到广泛的应用，因此我们将把注意力集中在采用蒸汽压缩技术的制冷机上。在这种方法中，热量被制冷液吸收，制冷液沸腾后由液体变为气体。热量被去除之后，气体再被压缩回液体。就像家用空调一样，热量通常被转移到设备外部去除，所以从冷却介质到环境之间是净热传递。这些系统通常是密封的，因此制冷剂不会逸出。那么密封系统为什么需要进行油液分析？系统中的需要通过泵和卷轴进行移动和压缩。我们需要监控的是系统组件中轴承和其他运动部件的状况。具体而言，我们要监测的是轴承，卷轴，油品质量和污染。.压缩机的一个独特之处在于润滑剂必须与驱动系统的制冷剂混溶。通常，制造商会推荐与其系统和所选制冷剂兼容的润滑油。现代的臭氧友好型制冷剂通常需要合成油。多元醇酯润滑剂在冷却器系统中变也得非常普遍。为什么要进行监测?油的质量 - 润滑油的状态会影响其混溶性。我们应该检查确保用的是正确的机油，而且油的状况良好。机油污染 - 如果油被污染了，会对制冷机的效率产生负面影响。特别是水污染会降低制冷机的效率。磨损 - 正如我们所说，监控的关键部件是轴承和卷轴。过度的污染或磨损碎片可能导致轴承失效。早期检测可以在系统故障前进行修复。早期修复通常成本较低，并且可以防止停机。推荐的测试参数有哪些?水分- 水污染会降低制冷机的效率，也会导致腐蚀和冷冻问题。确保油是干燥的可以省去很多麻烦。酸值/碱值 - 对于氟利昂或R-22等氯化制冷剂，建议对总酸值(TAN)进行测试。对于氨基系统，建议对总碱值(TBN)进行测试。总碱值会影响制冷剂中润滑剂的混溶性。真空粘度 (40 ℃) -运动粘度是流体在重力作用下的阻力。这是润滑剂最重要的物理特性。如果制冷系统中润滑油粘度下降，则表明分离器不能正常工作。冷却系统中粘度的测量有时很难测量，因为制冷剂溶解在润滑剂中，在测量粘度之前，制冷剂通常必须先排气。这可能需要几个小时。幸运的是，如果你使用的是斯派超MiniVisc 3000，就不需要此步骤。MiniVisc的毛细管设计允许润滑油在测量时排出气体。磨损金属 - 金属元素分析可以确定污染源，使问题根源诊断变得更加容易。铁磁颗粒浓度 - 铁磁材料磨损的急剧增加或磨损颗粒尺寸的急剧增加通常表明磨损状况的异常或正在恶化。监测磨损金属颗粒可以让维修人员在故障发生之前进行维护。.

项目概况上转发光免疫分析仪、高速冷冻离心机等一批实验室及医用相关设备采购项目 采购项目的潜在供应商应在广东国和采购咨询有限公司（广州市越秀区先烈中路102号华盛大厦北塔18楼）获取采购文件，并于2022年01月07日 10点00分（北京时间）前提交响应文件。一、项目基本情况项目编号：1371-2140GDGH5371项目名称：上转发光免疫分析仪、高速冷冻离心机等一批实验室及医用相关设备采购项目采购方式：竞争性磋商预算金额：94.9000000 万元（人民币）最高限价（如有）：94.9000000 万元（人民币）采购需求：（包括但不限于标的名称、数量、简要技术需求或服务要求等）(1)标的名称：上转发光免疫分析仪、高速冷冻离心机等一批实验室及医用相关设备采购。(2)标的数量：1批。(3)简要技术需求或服务要求：① 标的内容一览表序号采购内容数量预算金额简要技术需求1上转发光免疫分析仪、高速冷冻离心机等一批实验室及医用相关设备采购1批人民币94.9万元详细内容请参阅磋商文件第二章《采购项目内容》详细内容请参阅磋商文件第二章《采购项目内容》。② 本项目只允许采购本国产品（本国产品是指不需要通过中国海关报关验放已在中国境内且产自关境内的产品）。③ 本项目为一个整体，报价人须对全部内容进行报价，不得分拆。(4)其他：/合同履行期限：合同签订后15个日历日内完成供货、安装、调试、交付使用。本项目( 不接受 )联合体投标。二、申请人的资格要求：1.满足《中华人民共和国政府采购法》第二十二条规定；2.落实政府采购政策需满足的资格要求：/3.本项目的特定资格要求：3.1 具备下列条件并提供相关材料：(1)具有独立承担民事责任能力的在中华人民共和国境内登记注册的法人或其他组织营业执照（或事业单位法人证书等相关证明材料）；(2)2020年财务状况报告或银行出具的资信证明材料；(3)至磋商截止之日前12个月以内任意一个月依法缴纳税收相关证明材料；如依法免税的，应提供相应文件证明其依法免税；(4)至磋商截止之日前12个月以内任意一个月依法缴纳社会保障资金的相关证明材料；如依法不需要缴纳社会保障资金的，应提供相应文件证明其依法不需要缴纳社会保障资金；(5)提供具有履行合同所必需的设备和专业技术能力的书面声明；(6)参加采购活动前3年内在经营活动中没有重大违法记录的书面声明。3.2 其他资格：(1)报价人若为生产厂家须具有有效的《医疗器械生产许可证》或生产备案凭证，（按国家《医疗器械生产/经营监督管理办法》等相关法律法规规定执行）；如所响应产品不属于医疗设备管理，可提供声明函；(2)报价人若为代理经销商须具有有效的《医疗器械经营许可证》或备案凭证，（按国家《医疗器械生产/经营监督管理办法》等相关法律法规规定执行）；如所响应产品不属于医疗设备管理，可提供声明函。许可或备案范围须包括高压灭菌器、超低温冰箱、医用冷藏冷冻冰箱。3.3 报价人未被列入“信用中国”网站(www.creditchina.gov.cn)“记录失信被执行人或重大税收违法案件当事人名单或政府采购严重违法失信行为”记录名单；不处于中国政府采购网(www.ccgp.gov.cn)“政府采购严重违法失信行为信息记录”中的禁止参加政府采购活动期间。（以采购人或采购代理磋商截止日前一天24:00时在“信用中国”网站（www.creditchina.gov.cn）及中国政府采购网(www.ccgp.gov.cn)查询结果为准，如相关失信记录已失效，报价人需提供相关证明资料）。3.4 单位负责人为同一人或者存在直接控股、管理关系的不同报价人，不得同时参加本采购项目同一合同项下的报价。3.5 为采购项目提供整体设计、规范编制或者项目管理、监理、检测等服务的报价人，不得再参加本采购项目的其他采购活动。3.6 本项目不接受联合体报价。3.7 已购买本项目磋商文件。三、获取采购文件时间：2021年12月24日 至 2021年12月31日，每天上午9:00至12:00，下午14:30至17:30。（北京时间，法定节假日除外）地点：广东国和采购咨询有限公司（广州市越秀区先烈中路102号华盛大厦北塔18楼）方式：（1）现场报名；（2）邮件报名：（邮箱：ghzxgz@163.com）。售价：￥300.0 元（人民币）四、响应文件提交截止时间：2022年01月07日 10点00分（北京时间）地点：广东国和采购咨询有限公司会议室（详细地址：广州市越秀区先烈中路102号华盛大厦北塔18楼，开始接收响应文件时间为磋商截止时间前30分钟）。五、开启时间：2022年01月07日 10点00分（北京时间）地点：广东国和采购咨询有限公司会议室（详细地址：广州市越秀区先烈中路102号华盛大厦北塔18楼）。六、公告期限自本公告发布之日起3个工作日。七、其他补充事宜1．报价人购买磋商文件时，需携带以下资料：(1)营业执照（或事业单位法人证书等相关证明材料）复印件；(2)报价人若为生产厂家须提供有效的《医疗器械生产许可证》生产备案凭证复印件；报价人若为代理经销商须提供有效的《医疗器械经营许可证》或备案凭证复印件，许可或备案范围须包括高压灭菌器、超低温冰箱、医用冷藏冷冻冰箱。(3)《购买文件登记表》（可在采购代理机构网站（www.zgguohe.com）下载中心点击《购买文件登记表及账户信息（广州）》下载）2．为提高工作效率，建议报价人通过“电汇转账”或“微信扫码支付”等非现场方式购买磋商文件。报价人在完成支付后，需将上述购买文件所需资料及支付凭证（电汇底单或微信支付界面截图）扫描发送到采购代理机构（邮箱：ghzxgz@163.com），并与采购代理机构相关人员确认。账户信息及微信二维码详见《购买文件登记表及账户信息（广州）》。3．已购买文件的报价人，不代表通过资格性审查。八、凡对本次采购提出询问，请按以下方式联系。1.采购人信息名 称：中华人民共和国黄埔海关　　　　　地址：广州市黄埔区大沙地东路333号　　　　　　　　联系方式：陈先生 020-82130504　　　　　　2.采购代理机构信息名 称：广东国和采购咨询有限公司　　　　　　　　　　　　地　址：广州市越秀区先烈中路102号华盛大厦北塔18楼　　　　　　　　　　　　联系方式：020-37625911　　　　　　　　　　　　3.项目联系方式项目联系人：韦小姐、潘先生电　话：　　020-37625911

2018年10月11日，第二十一届中国冰淇淋及冷冻食品产业博览会在天津梅江会展中心拉开序幕，此次博览会是亚洲规模最大的冰淇淋产业博览会，超过300家中外冰淇淋行业企业参展，同期还举办了新产品发布会、中国冰淇淋行业发展论坛等。培安有限公司携Sprint 真蛋白质快速测定仪应邀参展，同时还介绍了“新一代核磁技术在冰淇淋脂肪快速检测的应用”，受到众多国内冰淇淋领域龙头企业和国际品牌企业的广泛关注。据新华社报道，2017年全国冷冻饮品行业185家规模以上企业（年主营业务收入2000万元以上企业）产量合计为378.33万吨，同比增长7.24%；主营业务收入471.71亿元，同比增长14.54%；利润总额31.37亿元，同比增长14.41%。冷冻饮品行业增长迅速，潜力巨大。针对食品行业复杂的检测环节，培安公司给出了顶级解决方案。30s核磁测脂肪、30-90s双频加热测水分、2分钟iTAG测真蛋白质，快速、准确、便捷的完成测定工作。

蜀科大容量冷冻离心机由变频电机驱动、微机控制,液晶、数字双屏显示，转头自动识别，在行业中质量领先。今天小编来分析一下大容量冷冻离心机未来的发展趋势。 在国内，如今大容量冷冻离心机产品面临着前所未有的发展时机。一些国外知名公司进入我国，也为交流和学习有关工作的先进技术和管理方法供应了便当条件。但是因为我国的离心机工作起步较晚，所以我国大容量冷冻离心机长期以来一直是种类规范少、出产规划小、流通不疏通，中低档产品多，中高级产品少。一些外资公司出产的高级离心机，因为价格昂贵而影响其推广应用。而对于我国的离心机公司来说，太没有集中性，厂点太多太散，产品质量跟不上；对于离心机的商场来说，无序的比赛是商场较为混乱。 大容量冷冻离心机在将来五年将坚持持续快速增长的商场才干，商场规划将不断扩大，商场前景的看好会吸引更多公司进入该工作进行博奕，但进入者需要站稳脚步就必须体现自身的技术优势，加强自动化、制造技术以及材料质料外观设计等方面的研讨，学习国外先进技术，要让公司直接与这些高校和科研单位以多种形式联合，让公司成为技术创新的主体。当前的大容量冷冻离心机市场还有很多缺乏的东西，这缺乏也意味着时机，就看行业里的企业能不能把握住时机了。

蛋白质降解调控是极其重要的基本生物化学过程，在细胞周期、信号转导、免疫响应、基因调控、新陈代谢、神经退行、癌症肿瘤、病毒感染以及蛋白毒性响应等主要细胞分子过程中发挥关键调控作用。在真核细胞中，绝大部分胞内蛋白都是通过泛素蛋白酶体途径（Ubiquitin-proteasome pathway），经过泛素化标记被蛋白酶体全酶降解的。2004年，Aaron Ciechanover, Irwin Rose和Avram Hershko三位科学家被授予了诺贝尔化学奖，以表彰他们对该泛素化通路介导蛋白质降解的历史性发现。蛋白酶体全酶，又称为26S proteasome，是由中间一个圆柱形20S核心颗粒和两端覆盖的一个或两个19S调节颗粒组成。19S包含一个环形异源六聚体马达——AAA-ATPase，通过多个协同ATP水解模式调控蛋白酶体降解泛素化底物。蛋白酶体功能紊乱与人体多种疾病相关，如癌症、神经退行性疾病和免疫疾病等。蛋白酶体是美国FDA批准的多种治疗癌症的上市小分子药物的直接靶标。在正常细胞中，蛋白酶体的功能受到多个水平的严格调控。去泛素化酶USP14是最主要的蛋白酶体调控分子，被认为是一个潜力巨大的治疗癌症和神经退行性疾病的重要靶标，其小分子抑制剂曾进入过美国一期临床研究，但围绕USP14功能机制的一系列悬而未决的关键问题极大限制了其靶向药物分子的开发和临床应用。USP14通过结合26S而被激活，然后以毫秒的时间尺度剪切底物上的泛素链。它是如何被蛋白酶体激活并调控蛋白酶体功能的，一直是全球研究机构和生物制药领域期待解决的关键科学问题。生命分子机器通过高度复杂的非平衡动力学过程和结构变化来实现其特殊功能，这一过程进而受到各种复杂分子间相互作用的精准调控。如何在原子水平直接观察天然态超大分子机器的功能态动力学过程，给现有的原子结构动态分析技术提出了空前挑战。毛有东教授实验室长期致力于发展基于冷冻电镜的动力学重建方法，围绕蛋白酶体、炎症小体等具有重大临床应用前景的靶点系统的结构功能、动力学机制和靶向调控分子设计深入开展前沿交叉研究——2016年报道了人源蛋白酶体基态的3.6 Å冷冻电镜结构及其他三个亚纳米分辨构象，并首次发现一个亚稳态构象的核心颗粒物转运通道处于开放状态（PNAS 2016 113: 12991-12996）。2017年，利用冷冻电镜解析高分辨率蛋白酶体19S调控复合体在结合组装伴侣p28的自由态的三维结构，阐释了组装伴侣蛋白Gankyrin/p28在蛋白酶体组装过程中构象选择的组装机理（Molecular Cell 2017 67: 322-333）。2018年4月，报道了6个ATPγS结合状态下的26S蛋白酶体动态结构，包括三个核心颗粒复合物开放态对应的亚稳简并态近原子分辨（4~5 Å）结构（Nature Communications 2018, 9: 1360）。2018年11月，在Nature首次报道了人源蛋白酶体26S在降解底物过程中的七种中间态构象的高分辨（2.8~3.6埃）结构，在原子水平呈现了蛋白酶体和底物相互作用的动态过程，首次实现了对AAA-ATPase六聚马达分子内ATP水解全周循环的完整过程的原子水平观测（Nature 2019 565:49-55）。这一系列工作揭示了蛋白酶体的原子架构、组装原理和降解泛素化底物的动力学基本规律。图1. (A) USP14调控下蛋白酶体复合体降解多泛素化底物的原子结构模型之一。(B) 时间分辨率冷冻电镜解析13种中间态的统计分布随蛋白质降解进程的时间演化。（Youdong Mao, CC BY 4.0）本研究课题进行之初，首先要克服的问题就是“时间分辨”。蛋白酶体降解底物的过程是很快的，时间尺度在毫秒至秒之间。正常条件下，想要通过冷冻电镜技术捕获此过程的中间态结构，是非常困难的。所以，课题组首先要让这个过程慢下来。通过大量的条件摸索，重建反应动力学体系和优化反应条件，包括优化缓冲体系、反应温度等条件，课题组优化出较为可行的实验方案，从而使得时间分辨冷冻电镜技术应用成为可能，最终获得了含时的45,193张USP14-26S复合体降解泛素底物过程中的冷冻电镜透射图样，挑取了3,556,806个USP14-26S-泛素底物复合体的颗粒图像。接下来面临的极端挑战就是“三维分类”，冷冻电镜捕获的复合体图像需要经过一系列的分类，将它们归为不同的构象类别，才能呈现出蛋白反应的动态过程。USP14结合到26S蛋白酶体后，使得降解底物的动力学过程更加复杂，想要在如此多的异构复合体颗粒图像中，鉴别出降解过程的各个时态的高分辨率非平衡构象，传统的三维分类方法是无法实现的。低精度的三维分类将导致低分辩的三维重建，从而无法获取原子水平的动力学信息，无法对含时的数据赋予自洽的动态变化的物理意义。课题组结合经过数年自主开发的新型深度学习高精度三维分类和四维重建方法，捕获了USP14-26S复合体降解多泛素化底物过程的13种不同功能中间状态的高分辨率（3.0~3.6埃）非平衡构象，通过时间分辨冷冻电镜分析，重建了受控蛋白酶体的完整动力学工作周期，并结合分子生物学功能和基因突变研究，阐明了USP14和26S相互调控活性的原子结构基础和非平衡动力学机制。研究发现USP14的活化同时依赖于泛素识别和蛋白酶体RPT1亚基的结合。出人意料的是，USP14通过别构效应，诱导蛋白酶体同时沿着两条并行状态转变路径发生构象变化；课题组成功捕获到了底物降解中间状态向底物抑制中间状态的瞬时转化。在底物降解途径中，USP14活化变构地重编程AAA-ATP酶马达的构象景观（Conformational landscape）和统计分布，并刺激20S底物通道的打开，从而观察到底物持续转运过程的ATPase六聚马达非对称ATP水解和近乎完整的全周循环周期。USP14-ATPase的动态相互作用，使得ATPase马达底物识别与26S自身的去泛素化酶RPN11催化发生去耦合效应，并在26S的泛素识别、底物的起始易位和泛素链回收过程中引入三个调控检查点（动力学分岔点）。这些发现为USP14调节26S的完整功能周期提供了全新的高分辨见解，并为USP14靶向药物治疗发现奠定了极为重要的机制基础。图2. 通过时间分辨冷冻电镜分析获取的USP14调控蛋白酶体底物降解的并行路径模型。（Youdong Mao, CC BY 4.0）Nature同期在线发表了题为“Control of human protein-degradation machinery revealed”的Research Briefing专栏推介文章，发表了审稿人和Nature编辑团队的官方点评，其中审稿人评价“该工作是一项重大研究，终于在原子水平解决了USP14活化和其调控蛋白酶体功能的机制问题”，Nature编辑团队指出“这一工作通过时间分辨冷冻电镜，结合功能分析，… … ，呈现了蛋白质降解过程中USP14和蛋白酶体的构象连续体”。这是首次将人工智能四维重建技术用于提升时间分辨冷冻电镜分析精度，针对重大疾病靶蛋白复合体，实现原子水平功能动力学观测的国际领先原创成果，展示了一类新型的蛋白质复合动力学研究范式。课题组博士后张书文与2019级博士生邹士涛为论文共同第一作者，毛有东教授为通讯作者。该论文的全部冷冻电镜数据在北大电子显微镜实验室和冷冻电镜平台上完成采集，大部分数据分析工作在北大高性能计算平台上完成。这项工作得到了北京市自然科学基金委员会重点专项、国家自然科学基金面上项目、国家杰出青年科学基金、国家重点实验室和北大-清华生命科学联合中心的支持。相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-022-04671-8Nature Research Briefing官方点评：https://doi.org/10.1038/d41586-022-01144-w

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。

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

仪器信息网讯 8月初，全球领先科学服务商 Thermo Fisher Scientific Inc. （以下称“赛默飞世尔科技”）和领先的冷冻电镜数据分析软件供应商 Structura Biotechnology Inc宣布合作推出一种新的单颗粒分析软件解决方案——Embedded CryoSPARC Live，该方案是Structura 的 CryoSPARC Live 的一个版本，合作旨在与 赛默飞世尔科技的 Smart EPU 软件及冷冻透射电镜 (cryo-TEM) 技术集成。新的解决方案Embedded CryoSPARC Live将作为订阅提供。左：赛默飞的Smart EPU 软件界面；右：Structura 的 CryoSPARC Live界面Embedded CryoSPARC Live将帮助所有经验水平的冷冻电镜用户能够获得高质量数据，同时将原始数据转换为高质量 3D 蛋白质结构所需的时间从几天缩短到几小时。Embedded CryoSPARC Live 将提供实时冷冻电镜数据分析，包括预处理（运动校正和 CTF 评估）、粒子拾取和提取、流式 2D 分类、ab-initio 3D 重建和流式 3D 细化等。该工作流程将使用户能够做出优化数据采集的决策，并可用作 Smart EPU 插件，该插件可实时自动调整 EPU 数据采集参数。“我们很高兴与 Structura Biotechnology 一起宣布这一消息，因为我们共同努力使 cryo-EM 数据更容易获得、高产和易于使用，” 赛默飞世尔科技生命科学副总裁兼总经理 Trisha Rice 表示，“该解决方案代表着我们在提供全自动和智能冷冻电镜成像平台计划方面向前迈出重要一步。”Structura Biotechnology 首席执行官 Ali Punjani 表示：“我们很高兴与 赛默飞世尔科技合作并提供强大的解决方案，帮助研究和商业环境中的用户转向更优化和高通量的冷冻电镜工作流程。”Embedded CryoSPARC Live 很快将作为附加组件提供给Smart EPU用户，并可配置为连接到 赛默飞世尔科技的整个冷冻透射电镜产品组合，包括 Thermo Scientific Tundra、Glacios 和 Krios Cryo-TEM。关于赛默飞世尔科技Thermo Fisher Scientific Inc. 是科学服务领域的全球领导者，年收入约为 400 亿美元。其使命是帮助客户让世界变得更健康、更清洁、更安全。无论客户是在加速生命科学研究、解决复杂的分析挑战、提高实验室的生产力、通过诊断改善患者健康还是开发和制造改变生命的疗法，赛默飞世尔科技都会为他们提供支持。赛默飞世尔科技的全球团队通过其行业领先品牌（包括 Thermo Scientific、Applied Biosystems、Invitrogen、Fisher Scientific、Unity Lab Services、Patheon 和 PPD）提供无与伦比的创新技术、采购便利和制药服务组合。关于Structura BiotechnologyStructura Biotechnology Inc. 成立于2016年，是一家位于加拿大多伦多的初创公司，隶属于多伦多大学。创立目的是开发用于冷冻电镜数据处理的高性能软件解决方案和先进算法。 当前致力于释放冷冻电镜作为生命科学和药物发现高通量结构测定技术的潜力。构建计算机视觉和机器学习算法和软件解决方案，以提高结构生物学研究和药物发现项目的成功率。Structura Biotechnology的核心技术使研究科学家和制药公司能够发现和了解重要蛋白质分子、复合物和药物靶点的详细三维结构。

p 　　“这是《自然》杂志首次发表系统性、优于3.6埃分辨率水平实验研究超大复合蛋白质机器的动力学过程和原理的论文，标志冷冻电镜的发展开始进入全原子动力学分析的新阶段。”1月20日，北京大学教授毛有东告诉科技日报记者。 /p p 　　本月，北京大学物理学院人工微结构和介观物理国家重点实验室、前沿交叉学科研究院定量生物学中心毛有东课题组在《自然》杂志上发表的论文表明，他们通过冷冻电子显微镜和机器学习技术的结合，解析了人源蛋白酶体26S在降解底物过程中的七种中间态构象的高分辨(2.8埃—3.6埃)精细原子结构，局部分辨率最高达到2.5埃。 /p p 　　毛有东介绍，这些三维结构展现了惊人的时空连续性，生动呈现了原子水平的蛋白酶体和底物相互作用的动态过程，首次实现了对三磷酸腺苷酶六聚马达分子内三磷酸腺苷水解全周步进循环完整过程的原子水平观测和三维建模，发现三种不同的三磷酸腺苷水解协同反应模式，及其如何调控蛋白酶体复杂多样的功能。 /p p 　　“论文解决了一系列长期悬而未决的重要科学问题，如三磷酸腺苷酶马达如何将化学能转化为机械能，进而实现了底物解折叠的协同动力学机制。”该论文的共同第一作者、原课题组博士后、现为中国科学院化学所研究员董原辰说。 /p p 　　论文的共同第一作者、课题组博士生张书文说，这些研究结果为几十年来对蛋白酶体功能的研究提供了宝贵的第一手原子结构和动力学信息，对于理解生物体内蛋白质的降解过程和一系列负责物质输运的三磷酸腺苷酶马达分子的一般工作原理具有极为重要的科学意义。 /p

研究员向记者展示用3D打印模型。左为朱平，手持染色质二级结构左手双螺旋模型 右为李国红，手持DNA右手双螺旋结构模型。 对生命本质的研究一直是最为重要的基础前沿课题。 　　谁在谱写生命的旋律?是&ldquo 种豆得豆，种瓜得瓜&rdquo 的遗传决定本质，还是&ldquo 龙生九子，各不相同&rdquo 的环境改变人生?简单来说，作为遗传信息物质载体的DNA(脱氧核糖核酸)是前者，而身为表观遗传物质基础的染色质是后者。 　　61年前，沃森和克里克提出的DNA双螺旋结构使生命科学进入分子生物学时代，成为20世纪最伟大的科学发现之一。今天，中国科学院生物物理所科学家发现的染色质双螺旋结构揭开了染色质的高级结构变化这一科学界&ldquo 黑箱&rdquo ，对于破译&ldquo 生命信息&rdquo 建立和调控的表观遗传学&ldquo 密码&rdquo 来说，是一个重大突破。 　　① 生命之绳如何缠绕 　　DNA是一条生命的长绳。 　　每个人类细胞的细胞核中都有一条DNA，每条DNA上都含有人类基因组的30亿个碱基对。一条DNA&ldquo 绳子&rdquo 展开可达2米，却要安放在直径只有几个微米(一米等于一百万微米)的细胞核里，就不得不以某种方式绕成&ldquo 线团&rdquo 。 　　DNA的&ldquo 长绳&rdquo ，插上组蛋白、非组蛋白和少量RNA等&ldquo 铆钉&rdquo ，绕合成的复合物&ldquo 线团&rdquo ，就是染色质(脱氧核糖核酸核蛋白)。染色质概念早在1879年就被提出，但直到近百年后的1974年，科学家才利用生物化学和电镜成像技术，发现染色质的一级结构，即由DNA串联的11纳米核小体串珠结构。 　　核小体是染色质结构的基本单元，它如何构成二级结构&mdash &mdash 30纳米的染色质纤维? 　　30多年来，世界各国的科学家们都在探寻这个谜题，他们没能直接观测到，便利用间接证据推测，二级结构可能是6个核小体组成一圈形成中空结构的管状螺旋体。 　　中国科学家的发现推翻了这一经典猜测。 　　李国红研究组负责提供染色质样品。为了适合高分辨率研究，他们必须提供高度均一的30nm染色质样品。 　　&ldquo 我们使用大肠杆菌表达的染色质组分，在体外组装。细胞体内的天然染色质品种太多，体外组装是为了获得大量的单一品种染色质。&rdquo 李国红说，这就好比同一群人，穿花花绿绿便装和穿上统一军服相比，显然后者更整齐更便于观察。 　　研究组在染色质体外重建和结构分析平台上，制备出三种后来获得成功观测结果的染色质纤维。其中一种含24个核小体，两种含12个核小体。&ldquo 制备方法并不难，做成功却很难。比如24个核小体组成的染色质，就必须正好24个，少了多了都不行，缺一个就散了，多了又会纠结到一起。&rdquo 　　样品被送到朱平研究组，用冷冻电镜来观察。 　　生命在于运动，解析生命密码时，运动也会让人头痛。 　　&ldquo 染色质结构是高度动态的，运动的染色质无法进行高分辨率结构解析，因此必须瞬间冷冻固定下来，再用电镜进行观测。&rdquo 冷冻电镜解析高手朱平说。 　　他们把含染色质的溶液样品滴在直径仅3毫米的细圆铜网上，再用滤纸吸取，直到铜网上仅剩一层极薄的溶液，然后让铜网自由落体到零下149度左右的液氮包裹的冷却剂中，瞬间冷冻，降温速度可达每秒几万度。 　　之后，研究组再利用拍多个角度二维照片然后合成三维模型的冷冻电镜单颗粒三维重构方法，获得了由12个和24个核小体组成的30nm染色质纤维的高分辨率三维重构结果。 　　两个研究组紧密合作，在世界上首次解析出染色质的清晰高级结构图：30nm染色质纤维以4个核小体为结构单元相互扭曲形成 结构单元的形成和单元之间的扭转由不同方式的作用力介导 四聚核小体结构单元之间的空隙可能是组蛋白修饰、染色质重塑等重要表观遗传现象发生的调控控制区域。 　　同时，他们发现连接组蛋白H1在单个核小体内部及核小体单元之间的不对称分布及相互作用促成30nm高级结构的形成，首次明确了连接组蛋白H1在30nm染色质纤维形成过程中的重要作用。 　　长期从事X射线晶体学研究的结构生物学家许瑞明研究员的研究组也参与了此项研究。他们进一步发现，染色质纤维的各个四聚核小体单元之间，通过相互扭曲折叠成一个左手双螺旋高级结构，与DNA的右手双螺旋结构类似。&ldquo 我们发现，染色质纤维不是此前大家猜想的每6个核小体一组，而是每4个一组 不是管状螺旋体，而是左手双螺旋。这改写了现代生物学教科书。&rdquo 　　② 淮南为橘 淮北为枳 　　在生命体中，染色质的结构起什么作用? 　　&ldquo 双螺旋是一种很稳定的结构。线的不同绕法决定了线团的不同功能。&rdquo 许瑞明说，&ldquo 搓绳子要搓得紧致有序，这样可以防止DNA损伤，让基因保持沉默稳定 同时也不能搓死，要留有空隙，这样在有需要时可迅速找到并读取遗传信息，也就是激活基因。&rdquo 　　启动于上世纪90年代、于本世纪初基本完成的人类基因组计划是一项规模宏大，跨国跨学科的科学探索工程。为了揭开组成人体的4万个基因的30亿个碱基对的秘密，美国、英国、法国、德国、日本和我国科学家共同参与绘制了人类基因组图谱。 　　如今，&ldquo 生命蓝图&rdquo 的绘制已初现端倪，我们进入后基因组时代。基因组是怎么折叠的?这是人类基因组计划后，科学家关注的一个重要科学问题。 　　生物体如何实现自身这一最为复杂、精密的&ldquo 机器&rdquo 的正常运转?由于&ldquo 生命机器&rdquo 的运转依靠细胞内成千上万的超大分子复合体来执行，所以解析超大分子复合体就成为破解生命奥秘的关键。 　　染色质结构的破译，正是其中最基本的一步。 　　相同的基因，可以有不同的表现。 　　组成一个人的细胞，有50万亿个，200多种，它们的DNA完全一样，为什么会呈现出不同的形态和功能? 　　《晏子春秋》也曾记载：&ldquo 橘生淮南则为橘，生于淮北则为枳，叶徒相似，其实味不同。所以然者何?水土异也。&rdquo 　　2009年，西班牙和美国的科学家在全基因组水平分析了一对同卵双胞胎的基因组：他们一方正常，一方患有红斑狼疮。 　　上述三例，均为表观遗传调控造成的差异&mdash &mdash DNA序列不发生变化，但基因表达却发生了可遗传的改变。DNA无法改变，表观遗传可以逆转。 　　如果说DNA片段上体现出的基因信息是文字，那么表观遗传就是如何调取不同文字组成一篇文章。DNA决定了这是中文、英文还是法文，表观遗传决定了这是散文、诗歌还是小说。就像你写一篇文章不会用到字典中所有的字一样，在表观遗传机制中，基因也会出现&ldquo 沉默的大多数&rdquo 现象。 　　生命体通过调控细胞核内染色质结构特别是30nm染色质高级结构的动态变化来有选择性地进行基因的激活和沉默，从而控制细胞自我维持或定向分化，决定细胞的组织特异性和细胞命运，进而形成复杂的组织、器官和个体。 　　我国科学家们发现的正是30nm染色质高级结构的基本形状。 　　&ldquo 该发现对于理解生命个体的发育、衰老和重大疾病的发生发展都具有重要意义。&rdquo 研究员李国红说，&ldquo 比如，现在研究发现人类肿瘤大概只有30%-40%是由于基因突变导致的，而表观调控的异常是其他很多肿瘤的诱发因素。科学最终要为人类服务，未来我们会针对染色质开发新的生物医药类产品。&rdquo 　　③ 一流成果四大要素 　　对于染色质的高级结构组装的分析、及表观遗传调控机制的研究来说，这是一个重要的突破性进展。研究人员破解了30nm染色质纤维高分辨率结构精细模型建立这一重大科学难题，并对染色质结构调控的可能机理提供了可靠的结构基础。 　　在激烈的科研竞赛中，这一国际领先的成果是如何取得的? 　　中国科学院生物物理所所长徐涛认为：&ldquo 国际一流成果的产生，必须要有四个基本的要素，即要有国际一流的科学问题，国际一流的研究队伍，国际一流的科研平台和国际一流的体制机制。&rdquo 　　&ldquo 在中科院&lsquo 一三五&rsquo 规划的指引下，我们凝练了国际一流的科学问题。&rdquo 徐涛表示，规划要求每个研究所凝练三个左右重大突破的方向，30 nm染色质高级结构即为该所三大突破方向之一。 　　围绕重大突破方向，分工明确、结构合理的科研团队组建起来了，并体现出极强竞争力。朱平长期从事冷冻电镜高分辨率三维结构研究，李国红长期从事30nm染色质及表观遗传调控研究，许瑞明长期从事X射线晶体学研究。三位专家带领各自的科研组紧密合作，漂亮地完成了任务。&ldquo 国外的同类课题研究，往往是一个课题组做到底，进度就不如我们各有专长、再打好配合快。&rdquo 　　没有金刚钻，不揽瓷器活。国际一流科研平台的建立，也为出成果奠定了良好基础。&ldquo 2010年我们建设了国际水平的冷冻电镜平台，当时投资4000多万，还组织了专业队伍来支撑其运转。&rdquo 徐涛说，通过承担中科院蛋白质科学平台和国家重大科学基础设施&ldquo 蛋白质科学设施(北京)&rdquo 的建设任务，所里已建成FRE高强度X-射线衍射晶体结构数据收集系统、300千伏低温透射电子显微镜、超分辨成像显微镜、质谱分析仪等大型仪器设备，具备了攻关超大分子复合体这一世界难题的条件和能力。 　　他们也在探索国际一流科研机构的体制机制。除了探索多个研究组团队攻关的体制机制外，还发挥学术委员会的治所作用，汇聚各种资源，加大对科学家的稳定支持力度。&ldquo 要使得科学家能有更多时间在科研第一线，而不是奔走于四处竞争经费的路上。&rdquo 　　研究团队的下一步计划是什么? 　　&ldquo 二级结构的基本框架已确立，已经可以解释很多原来不清楚的问题。下一步，我们将研究二级结构中染色质的很多变化，比如各种变体、修饰如何调控染色质结构 染色体中的中心粒、端粒这些特殊部位的染色质结构是怎么样的 现在观测的是细胞体外染色质样品，下一步还要看体内到底怎么回事 还可以进一步研究染色质的三级结构和四级结构。&rdquo 朱平说。 　　染色质中包含着巨大的信息量，对生命密码的探寻，将加深我们对生命本质的理解，从知其然走向知其所以然。

Lyostat Vs DSCDSC（差示扫描量热法）和mDSC（调制差示扫描量热法）是通常用于确定玻璃化转变温度 (Tg’) 的热技术，用于干燥样品的稳定性研究。这些技术还可用于分析冷冻样品，以开发安全高效的冷冻干燥循环。Lyostat5是一种冷冻干燥显微镜 (FDM)，它允许用户识别和记录样品的“崩溃”温度。 它还提供有关共晶事件和表皮形成的数据，实时显示材料在逐步上升的温度中干燥时的结构。塌陷是冷冻干燥的关键事件。塌陷定义为冻干制剂的溶质相在除去溶剂后不能保持其结构完整性的点，导致形成粘性流。它通常在比玻璃化转变 (Tg' ) 温度更高时发生。玻璃化转变 (Tg' ) 是无定形材料从硬且相对脆的状态到熔融或类似橡胶状态的可逆转变。尽管玻璃化转变通常被认为是冷冻干燥的先决条件，但通常在明显更高的温度下发生的坍塌温度实际上是最关键的临界温度。项目Lyostat DSC塌陷温度 √×是否为冷冻干燥设计 √×熔化事件 √√起皮 √×1 Lyostat的优点√ Lyostat是一种宝贵的研发工具，专为冷冻干燥而设计；√ 使用Lyostat 分析仅使用2µl样品，分析通常在一小时内即可完成；√ Lyostat分析由电脑控制以提供复杂的图像和数据捕获，并提供数据的分析；√ Lyostat 允许用户分析样品时制作视频资料，可用于展示和重现分析过程用于分析；√ Lyostat的软件提供符合21 CFR part 11的版本。2 为什么选择Lyostat5√ 冻干显微镜允许您定义样品的确切“坍缩”温度，这是DSC无法做到的。了解产品的塌陷行为至关重要，因为在冻干过程中塌陷的产品可能会遇到一系列问题，包括保质期缩短、活性降低和复原不良；√ 使用塌陷开始作为循环的基础将允许比使用玻璃化转变温度更高的温度，这意味着更快的干燥；√ 冻干显微镜允许您观察干燥样品的变化并获得数据，这将使您能够使用系统方法而不是反复试验来开发新配方和新周期；√ 冻干显微镜还能使您能够放大或优化现有流程。项目LyothermDSC玻璃转化温度√√结晶事件√√熔化事件√√有/无热变化的样品软化√×专为冷冻材料和冷冻干燥而设计√×Lyotherm Vs DSCLyotherm是开发冷冻配方的强大工具。它提供比冻结状态DSC分析更多的信息，因为它同时执行阻抗和热分析。1 Lyotherm的优点√ Lyotherm 允许对冷冻样品进行电阻抗和差热分析 (DTA)；√ 阻抗分析揭示了有关冷冻的硬度（分子迁移率）的信息；√ DTA是一种类似于DSC的技术，在提供阻抗分析的同时提供热数据；√ 刚度的变化并不总是与热变化相关，因此并不总是在DSC或DTA分析中看到它们。2 为什么选择Lyotherm？√ 阻抗显示即使没有发生热变化，样品也会软化，这可能与生物产品特别相关：在软化状态下储存冷冻材料会缩短保质期；√ 冷冻干燥敏感产品在低于崩溃开始温度但处于软化状态下会导致活性降低和重构不良的问题；√ Lyotherm分析可让您观察玻璃化转变温度和任何结晶或共晶熔化事件，从而创建具有适当冷冻、退火和干燥条件的循环；√ 由于大多数冷冻干燥产品都不同程度地呈无定形，因此Lyotherm是分析冷冻干燥产品必不可少的工具。分析技术的比较下图显示了使用mDSC和Lyotherm对无定形材料*进行的冻结状态分析。使用mDSC分析未检测到显着变化。然而，使用Lyotherm检测到软化和玻璃化转变。虽然DSC是测试干燥样品的理想之选，但Lyotherm专为冷冻干燥而设计，可为冷冻样品提供额外数据。- 使用mDSC进行的样品分析* 产品在 –70°C 和 0°之间没有特定变化* 无玻璃化转化迹象- 使用Lyotherm进行的样品分析* 阻抗分析显示 –50°C 时的玻璃化转变* 在 –37°C 下显示的冷冻材料在坍塌前的软化

童艳丽今年的华东电镜会比以往时候来得更晚一些，经历了漫长的等待，终于10月23日在美丽的宜兴市东氿湖畔举行。会上徕卡纳米技术产品经理童艳丽以《连接即未来 徕卡真空冷冻传输系统》为题做了一个专题报告。报告结束后，老师们对此显示出浓厚的兴趣，纷纷前往展台咨询。徕卡真空冷冻传输系统之核心部分EM VCT500设计理念及其在冷冻扫描电镜，冷冻FIB，真空传输等三个应用方向的相关制样流程及应用实例。徕卡EM VCT500样品传输杆是真空冷冻传输系统的核心，它可以与徕卡各种电镜制样设备相连接，依据样品应用需求实现各种方式样品制备；另一方面，它可以与各种外部设备/分析仪器相连接，依据样品应用需求实现各种方式分析检测。 徕卡EM VCT500样品传输杆是一款货真价实的真空冷冻传输系统，可以长时间保持高真空和低温，并且通过一系列紧密的内部硬件设计及图形化操作界面，实现用户直觉化操作，轻松实现真空冷冻传输。 Cryo-SEM应用方向一个经典制样流程： 如需了解更多详情，可咨询徕卡客户服务热线：400-630-7761.

#Spex 冷冻研磨仪用于生活垃圾焚烧！#Spex SamplePrep冷冻研磨仪用液氮冷却样品，然后用磁力驱动的冲击器粉碎，被公认为世界上最有效的实验室样品前处理仪器。可以广泛应用于RNA/DNA提取、毒性测试、食品安全、草本、农业金属/化合物、RoHS/WEEE。✦ ++冷冻研磨法应用于生活垃圾焚烧SPEX 液氮冷冻研磨仪生活垃圾是由很多不同组分组成非常不均匀的混合物。除了聚合物合成材料和软木、木材和纸张等有机物外，还可能存在无机材料和金属。为了充分利用这些生活垃圾，生活垃圾会在垃圾焚烧厂中燃烧以获得燃烧热。► 样品均质化需求在生活垃圾焚烧领域中除了元素分析外，还对G.H.V.和N.H.V.（粗热值和净热值）感兴趣。为此，必须尽可能地对废物进行研磨和均质。由于样品中含有大量聚合物及其他有机物，使用传统的球磨机或摆动式磨机将改变样品性质。切割机可以研磨这些样品，但不能研磨到有机元素分析所需的粒度：元素分析取样量在毫克级别，要求样品颗粒度在100目以上。► 冷冻研磨处理过程在常规的研磨无法处理样品时，液氮冷冻磨则是一种不错的高效选择方式。塑料和生物样品等柔性材料在液氮温度下会变脆。样品被密封在研磨小瓶中，并浸入液氮中，从而消除了交叉污染。由于液氮冷冻研磨是磁性驱动的，因此驱动部件上没有磨损。为了获得最佳研磨结果，必须将样品冷却至最佳状态。为此，可以在研磨小瓶中预先冷却需要处理的样品，或者将其倒入已经冷却的小瓶中。预冷却20分钟后，将样品研磨三分钟，然后进行一分钟的“中间冷却”以确保良好的脆性，然后进一步研磨。这个循环重复了三次。► 测量结果*在生活垃圾处理领域，液氮冷冻研磨展示了良好的处理结果。处理效果完全可以符合元素分析的要求。分析结果可以用于计算出样品的总热值和净热值。计算结果可得知单位样品能释放出多少热量，从而优化出火电厂的燃烧炉垃圾进料量。*注：该数据使用Thermo FlashSmart 元素分析仪测定，测量数据已得到测样方授权。

6月29日，中国政府采购网发布《中国疾病预防控制中心公共卫生创新计划项目-病原冷冻电镜结构研究平台和高通量数字玻片成像系统公开招标公告》，中国疾病预防控制中心拟以9260万元人民币采购一批仪器设备，包含300kv冷冻透射电子显微镜1台（套），200KV冷冻透射电子显微镜1台（套），冷冻双束电镜1台（套），120kv透射电子显微镜1台（套），工作站1台（套），高压冷冻仪1台（套），冷冻电镜投入式冷冻制样设备2台，辉光放电仪1台（套），等离子清洗仪1台（套），真空离子溅射仪1台（套），正置荧光显微镜 （FIB光电联用光镜）1台（套），倒置荧光显微镜1台（套），液氮罐1台（套），高通量数字玻片成像系统1台（套）。以上仪器均接受进口产品。采购需求：包号品目号品目名称数量（台/套）是否接受进口产品分包预算金额（人民币万元）备注11-1300kv冷冻透射电子显微镜1是9000非单一产品采购包核心产品1-2200KV冷冻透射电子显微镜1是1-3冷冻双束电镜1是1-4120kv透射电子显微镜1是1-5工作站1是1-6高压冷冻仪1是1-7冷冻电镜投入式冷冻制样设备2是1-8辉光放电仪1是1-9等离子清洗仪1是1-10真空离子溅射仪1是1-11正置荧光显微镜 （FIB光电联用光镜）1是1-12倒置荧光显微镜1是1-13液氮罐1是22-1高通量数字玻片成像系统1是260单一产品采购包交货期合同签订后12个月内交货地点/项目现场中国疾病预防控制中心病毒病预防控制所指定地点用途实验备注：本项目采购标的对应的《中小企业划型标准规定》所属行业为：工业采购标的需满足的质量、安全、技术规格、物理特性等要求：第1包 品目1-1 300kv冷冻透射电子显微镜一、技术参数：1、分辨率 ▲1.1、信息分辨率：≤0.12nm1.2、点分辨率：≤0.25nm1.3、线分辨率：≤0.14nm2、电子枪2.1、采用场发射电子枪2.2、使用寿命≥1年2.3、束斑漂移：≤0.5nm/min （10分钟内平均束斑漂移）2.4、亮度：≥7.5*107 A/m2srV2.5、辐射安全：≤0.5uSv/hr@距离0.1米电子枪3、加速电压3.1、最高加速电压：≥300kV3.2、在80kV至300kV间加速电压连续可调4、照明系统4.1、完全平行光系统，可实现多模式照明，在TEM模式中对大视野和可变视野都能够平行照明。▲4.2、线性畸变≤0.5% (TEM模式在18k×和155k×放大倍数之间)5、控制系统：控制软件具备应用脚本软件，用户可自行编写程序控制电镜进行特定或某些复杂的实验。6、真空系统：无油真空系统。7．放大倍数7.1、TEM模式放大倍数范围100×-700,000×7.2 在任何放大倍数实现完全无旋转成像8、物镜8.1、相机长度范围：300mm-2,500mm8.2、焦距≥3.5mm 8.3、物镜极靴间距≥10mm8.4、球差系数：≤3mm8.5、色差系数：≤3mm8.6、物镜光阑：70um、100um9．样品台系统9.1、计算机控制≥4轴样品台9.2、X/Y轴行程≥2mm9.3、Z轴行程≥0.4mm9.4、最大倾斜角度：不少于±70°9.5、最大图像漂移：X/Y方向 ≤1μm(+/- 70°内倾转)9.6、重复性：≤ 400nm(3次重复测试 ) 10. 自动进样系统10.1、一次能够装载≥10个样品，并能够自动更换和转移样品，所有样品均可回收并重复使用。10.2、待用样品在低温样品停泊装置保持在冷冻状态≥120小时。10.3、能够自动补充液氮。10.4、冰生长率：≤1%/24小时 (透射信息损耗)10.5、最低温度：≤-170 ℃10.6、样品交换后漂移：交换40分钟后：≤0.035nm/s▲10.7、同一样品在镜筒内可以保持在冷冻状态，连续收集数据时间≥72小时。11、电镜操作 11.1、具有低剂量曝光功能。11.2、可设置多个用户的等级，每个用户之间的参数 设置相对独立。11.3、要求电镜安装所需房间高度≤4m。12、直接电子探测系统 12.1、像素数≥4000×4000像素。12.2、像素大小≥5μm12.3、电子计数读出模式下量子转化效率（300kV）：0 Nyquist，DQE≥ 0.85；1/2 Nyquist，DQE，≥ 0.65；1 Nyquist，DQE≥0.25。 12.4、超分辨读出模式下，最大画幅≥10000×8000像素。12.5、辅助相机：可伸缩式；采集矩阵≥4K×4K, 像素物理尺寸≥5μm。12.6、原厂集成数据采集软件。12.6.1、能够自动进行单颗粒数据收集包括自动扫描整个样品、测定冰层厚度、进行低剂量数据收集。12.6.2、能够进行自动化电子断层扫描数据采集。13、能量过滤器探测系统 (300kV)13.1、温度稳定性（狭缝漂移/24h）：≤1.5ev13.2、能量狭缝最小宽度：≤2ev13.3、图像几何畸变：≤0.5%13.4、图像色差畸变：≤0.4%13.5、探测器内部帧率：≥200fps14、相位板系统14.1、对比度增强≥140%14.2、采用无孔相位板系统14.3、可自动加热恢复14.4、可用区域≥80%14.5、相位偏转：40-80nC剂量时，≥0.2πRad二、主要配置：1、300kV冷冻电镜主机：1套2、直接电子探测器：1套（含辅助相机）3、能量过滤器系统：1套4、三维重构软件：1套 5、相位板：1个6、备用场发射灯丝：1根7、冷冻电镜配套UPS电源（断电情况下维持一小时）：1台 8、冷冻电镜上样专用耗材：1000套三、验收和培训1、工作流验证工作：采用标准样品，达到出厂要求。2、10天应用专家现场培训。3、根据项目进展情况进行安装。安装调试完成，符合厂家性能参数验收标准，培训后2个月内，用户进行验收，验收合格后开始计算质保期。 4、供货周期：合同签订后12个月内。5、质保期：3年（包括电镜主机，包括相机，循环水机和空压机）。6、负责电镜安装场地（≤80㎡）环境改造，满足设备使用要求的电磁场、震动、温度、湿度、噪声及地线的指标。品目1-2 200KV冷冻透射电子显微镜一、技术参数：▲1、信息分辨率：≤0.23nm。2、加速电压2.1、最高加速电压：≥200kV2.2、加速电压通过软件控制切换2.3、高压稳定性：≤1ppm/10min3、电子枪3.1电子枪类型：场发射超亮型电子枪，使用寿命≥1年▲3.2 束流：≥0.5nA@1nm束斑4、放大系统4.1 放大倍数：低倍≤100倍；高倍≥650,000倍 4.2 相机长度范围：250mm-2.5m5、真空系统5.1、采用无油真空系统，由机械泵、涡轮分子泵和离子泵等构成5.2、真空度：电子枪真空度≤5 x10-7 Pa；样品区真空度≤2.7 x10-5 Pa6、物镜6.1、球差系数：≤3mm6.2、色差系数：≤3mm7、自动进样系统7.1 一次能够装载和更换≥10个样品，并能够自动更换和转移样品。待用样品在低温样品停泊装置保持在冷冻状态连续无污染存放时间≥72小时。样品可以回收和重复使用。7.2、能够自动补充液氮。7.3、冰生长率：≤5%/24小时 (透射信息损耗)7.4、最低温度：≤-170 ℃7.5、样品交换后漂移：交换60分钟后，≤0.05nm/s8、样品台 8.1、X/Y轴行程：不少于±1mm；8.2、Z轴行程：不少于±0.35mm；8.3、最大倾斜角度：不少于±70°；9、直接电子探测系统 9.1、像素矩阵≥4000×4000像素9.2、像素大小≥5μm9.3、超分辨读出模式下，最大画幅≥ 10000×8000像素9.4、原厂集成数据采集软件。9.4.1、能够自动化地进行单颗粒数据收集——自动扫描整个样品，测定冰层厚度，进行低剂量数据收集。9.4.2、能够进行自动化的电子断层扫描数据采集。10、相机系统10.1、像素数≥4000 ×4000像素10.2、像素大小≥10μm10.3、读取速率：≥1 fps@4kx4k；≥25 fps@512x51211、电镜操作11.1、具有低剂量曝光功能。11.2、可设置多个用户等级，每个用户之间的参数设置相对独立。二、主要配置：1、200kV冷冻电镜主机：1套2、直接电子探测器系统：1套3、相机：1套4、备用场发射灯丝：1根 5、配套UPS电源（断电情况下维持一小时）：1套6、三维重构软：1套 7、电镜主机配套操作和数据收集软件:1套三、售后服务：1、供货周期：合同签订后12个月内。2、质保期：验收合格后3年（包括相机，循环水机和空压机、电镜主机）。3、负责电镜安装场地（≤60㎡）环境改造，满足设备使用要求的电磁场、震动、温度、湿度、噪声及地线的指标。品目1-3 冷冻双束电镜一、设备用途： 用于冷冻电子断层三维重构样品的制备工作。二、技术参数1、电子源： 1.1、肖特基场发射电子枪；1.2、使用寿命：≥9个月；1.3、束流范围：1.5pA-300nA；1.4、加速电压范围：500V-30kV；▲1.5、冷冻状态分辨率（冷台）：≤6nm@ 2kV2、 离子源 2.1、离子源寿命：≥1000小时；2.2、加速电压范围：500V -30kV； 2.3、离子束流：1.5pA–50nA范围内≥12挡可选；2,4、具备针对非导电样品的漂移抑制模式；▲2.5、离子束分辨率（冷冻状态）：≤7.0nm@30kV3、真空系统 3.1、无油真空系统；3.2、仓室真空度：室温，≤4*10-4 Pa；冷冻，≤8*10-5 Pa；4、冷冻样品台 4.1、可旋转冷台，冷冻条件下旋转范围：≥360°；4.2、冷冻降温时间：≤30min；4.3、XY轴行程：≥50mm；4.4、Z轴行程：≥40mm；4.5、冷冻状态下倾斜角范围：-10°~ +50°；4.6、冷冻温度：≤ -170℃；5、图像处理 5.1、图像存储格式：TIFF（8bit, 16bit或24bit）、BMP、JPG；5.2、图像存储矩阵：≥ 6000×4000像素；5.3、电子扫描旋转：≥360°5.4、驻留时间范围（扫描）：25ns/pixel-25ms/pixel；6、冷冻机械臂6.1、机械臂针尖温度：≤-160°6.2、机械臂漂移：≤250nm/min6.3、集成红外观测相机，用于样品和腔室观测；6.4、内置样品沉积保护层，可以待剪薄切片层保护，避免被离子束损伤； 6.2、内置喷镀装置，对冷冻下的剪薄切片进行导电化处理。三、主要配置：1、双束主机：1套2、空压机、循环水机、UPS电源：1套3、光电联用软件：1套4、电镜主机操作系统软件：1套5、耗材5.1、备用场发射灯丝：1根5.2、备用离子源：2个5.3、上样耗材：100个四、售后服务：1、供货周期：合同签订后12个月内。2、质保期：验收合格后3年（包括相机，循环水机和空压机、电镜主机）。3、负责电镜安装场地（≤40㎡）环境改造，满足设备使用要求的电磁场、震动、温度、湿度、噪声及地线的指标。品目1-4 120kv透射电子显微镜一、技术参数：1、物镜1.1、线分辨率≤0.2nm 1.2、放大倍数：30×-600,000×，放大倍数全程连续可调，包含所有模式。1.3、恒定功率双物镜设计，具备高对比度模式，配置物镜高对比度极靴。1.4、焦距≥3mm1.5、极靴间距：≥10mm2、电子源2.1、热电子型电子源 ▲2.2、加速电压：20 kV-120kV2.3、高电压切换时间：≤1分钟3、照明系统3.1、照明模式：具备平行光模式和汇聚束模式3.2、透镜级数：≥2级聚光镜，用户可选强度限制（用于样品保护）和缩放限度（用于恒定屏幕强度）。4、成像系统▲4.1、成像系统：CPU控制≥6级透镜系统，物镜、中间镜和投影镜均≥2级。4.2、图像不随放大倍数放大而旋转， XY样品移动方向，XY坐标不变。4.3、衍射长度：0.1-8m。4.4、探测相机（速度≥40fps）和主相机，探测相机实现远程控制电镜。4.5、全自动控制聚光镜光阑、物镜光阑系统。4.6、可自动聚焦，并调整欠焦量。4.7、自动补偿：可以自动补偿合轴、自动补偿图像旋转。5、真空系统5.1、配置机械泵、分子泵和离子泵构成的无油真空系统。5.2、镜筒真空度：冷却温度下，≤2×10-5 Pa；环境温度下≤3.5×10-5 Pa6、样品台6.1 样品杆：单倾样品杆6.2、样品移动：6.2.1、样品移动：CPU控制≥5轴马达驱动。6.2.2、样品位移：X/Y：≥2 mm，调节步长≤0.05 μm；Z：≥0.70 mm。6.3、样品台倾斜角：不少于±80◦，调节步长≤0.5◦6.4、漂移：≤1 nm/min（标准样品杆）7、主相机 7.1、像素矩阵：≥4k×4k 7.2、像素大小：≥10um7.3、冷却方式：水冷7.4、图像存储模式：tiff、jpg、bmp、gif等各式自由转换。二、主要配置要求：1、120kV冷冻电镜主机：1套2、主相机：1套3、备用六硼化镧灯丝：3支4、备用钨灯丝：50支 5、120kv配套 UPS电源：1台6、主机配套标准操作软件：1套三、售后服务：1、供货周期：合同签订后12个月内。2、质保期：验收合格后3年（包括相机，循环水机和空压机、电镜主机）。3、负责电镜安装场地（≤20㎡）环境改造，满足设备使用要求的电磁场、震动、温度、湿度、噪声及地线的指标。品目1-5 工作站一、用途：用于300kv和200kv 冷冻电镜的数据存储和数据处理。二、技术参数：

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

2019年6月18日下午，北京公司携手日立高新在天美北京总部举办了“冷冻扫描电镜应用技术研讨会”。参加会议的有南京农业大学、东北农业大学、沈阳农业大学、大连工业大学、中科院植物所等40多名电镜专家和学者。 　　日立高新技术公司总经理田中先生对到场参加的专家学者表示感谢，天美公司副总裁赵薇女士介绍了天美公司发展情况并作会议致辞，quorum公司总经理robert henning先生也作了公司介绍。日立高新技术公司总经理田中先生（右） 天美公司副总裁赵薇女士 quorum公司总经理robert henning先生　　天美公司市场部副总监高敞先生介绍了日立冷场扫描电镜的特点及应用。quorum公司技术总监robert morrison先生介绍了冷冻制样系统的技术优势，操作过程及应用特点。南京农大贺子义老师介绍了冷冻制样系统的使用经验，以及跟传统干燥方法的区别。日立高新产品经理张希文先生介绍了日立120kv透射电镜的特点及应用。robert morrison先生最后还在实验室现场演示了冷冻制样操作过程。很多用户对冷冻扫描电镜能实现的效果大加赞赏，现场热烈讨论。 天美公司市场部副总监高敞先生 quorum公司技术总监robert morrison先生 日立高新产品经理张希文先生　　冷冻制样技术解决了含水样品的扫描电镜无形变高倍观察的需求，冷冻制样技术跟冷场扫描电镜配合使用，不仅可以发挥冷冻电镜低电压条件下分辨率高的优势，而且可以利用冷场电镜小束流观察样品从而避免电子束的损伤。冷冻扫描技术已经广泛应用在生命科学、化学化工、材料科学、食品科学、地质地矿等领域。本次技术交流会给日立电镜用户提供了冷冻制样手段的交流平台，很多老师希望能够今后能加强沟通合作。我们在此感谢各位专家的积极参与和热情支持，今后我们将再接再厉，继续为广大用户提供最好的服务！ 　　robert morrison先生在实验室现场演示冷冻制样操作过程及叶片断面现场拍摄结果 原创文章 作者：高敞 关于天美：　　天美集团从事表面科学、分析仪器、生命科学设备及实验室仪器的设计、开发和制造及分销；为科研、教育、检测及生产提供完整可靠的解决方案。近年来天美集团积极拓展国际市场，先后在新加坡、印度、澳门、印尼、泰国、越南、美国、英国、法国、德国、瑞士等多个国家设立分支机构。公司亦先后收购了法国Froilabo公司、瑞士Precisa公司、美国IXRF公司、英国Edinburgh Instruments公司等多家海外知名生产企业和布鲁克公司Scion气相和气质产品生产线，以及上海精科公司天平产品线, 三科等国内制造企业、加强了公司产品的多样化。

佳音再传！上海昊扩与欧洲冷藏和冷冻设备领域的佼佼者Liebherr达成重要战略合作，正式成为其在中国南区的授权代理商。此次合作标志着双方将共同携手，深耕中国南区市场，为更多用户提供高效、可靠的冷藏和冷冻设备解决方案。关于Liebherr利勃海尔集团（Liebherr Group）是一家家族经营的技术公司，拥有丰富多样的产品分类。作为世界上最大的工程机械制造商之一，集团在众多不同领域为客户提供高品质、以用户为导向的产品和服务。利勃海尔集团由遍布各大洲的150多家公司组成。2023年，利勃海尔集团拥有超过 50,000名员工，总收入超过140亿欧元。集团由汉斯利勃海尔于1949年在德国南部小镇伊勒河畔基希多夫创立。自那时起，全体员工始终致力于通过不断的技术创新，为客户提供先进的解决方案。秉持“75载砥砺前行”的口号，利勃海尔集团将于2024年庆祝其成立75周年。Liebherr-Hausgerä te GmbH是利勃海尔集团旗下的11个分部控股公司之一。利普赫尔电器拥有6,800多名员工，在位于奥克森豪森（德国）的总部以及位于利恩茨（奥地利）、马里卡（保加利亚）、居銮（马来西亚）和奥兰加巴德（印度）设有生产基地，为家用和专业领域开发和生产各种高品质冰箱和冰柜。实验室与生物医药专业制冷解决方案易受温度影响的物质需要可靠的冷藏，这给科研和生物医药领域带来了巨大挑战。上海昊扩将为您提供以下Liebherr旗下各类高品质冷藏和冷冻设备：产品优势： &bull 温度稳定：出色的温度稳定性是 Liebherr 专业设备的特色。即使在极端气候条件下，易受影响的样品也能在精确的恒定温度下加以冷藏。此外，设备可以维持温度稳定性，并在出现偏差时发出警报。&bull 标准安全功能：Liebherr 素有为高价值产品提供妥善保护的良好声誉。众多安全功能可以确保易受温度影响的物质的品质，使其与您出色的工作质量一样始终得到保证。&bull 新型警报系统：科研和医药领域不允许出现差错，储存温度同样必须高度精准。Liebherr 专业设备配备了各类警报系统，可在发现任何偏差时立即发出提醒，并帮助您以切合实际的视角评估危急情况。&bull 可持续性和经济性：Liebherr 的冷藏和冷冻设备仅使用环保制冷剂，其特点是高效率、低能耗和运营成本。出色的 TCO (总拥有成本) 还得益于较长的使用寿命和易于维护的特性，尤其是设备几乎不需要维护。&bull 标准和指令遵从性：Liebherr 冷藏和冷冻设备遵循关于储存质量、卫生状况和安全的标准、规范和指令。作为国内实验室设备的专业代理商，上海昊扩始终坚守为客户提供优质产品和服务的初心。我们深感荣幸能与欧洲冷藏和冷冻设备专家Liebherr达成战略合作，借助Liebherr的技术优势和产品实力，上海昊扩将不遗余力，为客户提供更加优质、专业的服务，助力Liebherr开拓中国市场，进一步实现品牌的快速发展。 关于上海昊扩：上海昊扩科学器材有限公司成立于2019年，总部位于上海，是一家实验室设备/耗材及分析仪器的综合服务商。公司致力于为生物、医药、物性检测、化工分析、食品、工业生产等相关领域客户提供国内外高科技专业设备以及技术咨询服务。→ 了解更多产品信息，欢迎访问官网：www.hankosci.com→ 产品咨询电话：李经理 18019039812

p 　　 strong 仪器信息网讯 /strong 2018年9月5日，日本最大规模的分析仪器展JASIS 2018在东京幕张国际展览中心盛大开幕，吸引来自全球各地的万余名观众参观出席。 /p p & nbsp 　　作为知名的科学仪器制造商，日本电子在展会期间带来其电镜新品——CRYO ARMTM300(JEM-Z300FSC)。 /p p style=" text-align: center " img title=" 日本电子冷冻电镜CRYO ARMTM300(JEM-Z300FSC).jpg" style=" width: 267px height: 400px " alt=" 日本电子冷冻电镜CRYO ARMTM300(JEM-Z300FSC).jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201810/uepic/1c403c0a-a82b-4f1f-aa71-361257246cf1.jpg" height=" 400" border=" 0" vspace=" 0" width=" 267" / /p p style=" text-align: center " strong 日本电子冷冻电镜CRYO ARMTM300(JEM-Z300FSC) /strong /p p 　　2017年6月26日，日本电子全球同步发布终极冷冻电镜JEM-Z300FSC。该产品可谓冷冻电镜界的一款重磅产品，当前主要应用于生物分子如蛋白质解析等，但随着解决方案的不断开发，其应用领域已经向材料等领域开始拓展。据现场该产品全球销售负责人介绍，截至目前，该冷冻电镜已经售出3台，其中就包括武汉病毒所在6月份采购的1台。 /p p 　　JEM-Z300FSC主要特点如下：1)冷场发射电子枪 2)欧米伽能量过滤器 3)最高加速电压300kV 4) 自动进样装置 5)自动单颗粒数据采集软件 6)JEOL成熟的相位版技术 7)全自动操作软件等。 /p p & nbsp /p

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退火——在冶金学中很常见——将金属或合金加热到设定温度，保持该温度，然后将金属冷却到室温，以改善材料的物理性质，有时还改善材料的化学性质。退火材料倾向于采用同质状态并容易组装成三维 (3D) 或二维 (2D) 晶体。人们可以通过原子力显微镜 (AFM)、X 射线衍射 (XRD) 或电子显微镜 (EM) 轻松地观察到这种规则堆积。退火是否对生物大分子，尤其是蛋白质表现出类似的影响，是一个迷人的科学问题。2022年2月22日，上海科技大学沈庆涛研究员团队等在PNAS发表题为Annealing synchronizes the 70S ribosome into a minimum-energy conformation的研究论文，将退火技术引入冷冻电镜解析蛋白质结构，在模拟退火中引入了一个类似的概念，以预测生物大分子的最小能量构象。通过实验验证，在自由能分析中，以快速冷却速率退火可以将 70 S核糖体同步到具有最小能量的非旋转状态。此结果不仅提供了一种简单而可靠的方法来稳定蛋白质以进行高分辨率结构分析，而且有助于理解蛋白质折叠和温度适应。与金属和有机聚合物不同，蛋白质和蛋白质复合物通常是由化学上不同的亚基以不同的几何形状结合在一起的离散实体。这种显着的结构异质性阻碍了通过 AFM 或 XRD 直接确定结构。相比之下，cryo-EM 分辨率的最新进展为在单分子水平上获得高分辨率蛋白质结构提供了绝佳机会。通过使用冷冻电镜比较退火前后的详细结构，可以获得退火影响蛋白质构象的直接实验证据。退火提高了局部分辨率研究中，选择来自大肠杆菌的载脂蛋白状态 70 S核糖体作为模型，其中 30 S亚基经历热驱动的亚基间旋转并表现出显着的结构灵活性以及明显的自由能。在 0°C 下将纯化的脱基态 70 S核糖体培养 5 分钟，然后立即将核糖体快速冷冻以进行低温 EM 分析，这可能保留了与玻璃化之前相同的构象（描绘为未退火状态）。筛选了收集到的 70 S核糖体颗粒通过 2D 和 3D 分类丢弃明显的垃圾和拆卸的核糖体。根据金标准傅里叶壳相关性，从 200,000 个随机选择的粒子中重建得到最终分辨率为 2.6 Å 的结构。由于缺乏稳定因素，例如信使 (mRNA) 和转移 RNA (tRNA)，对未退火的 70 S核糖体的局部分辨率估计表明，在 2.6 至 7.2 埃范围内的整个密度图上存在可变分辨率（图 1A )。相对于 50 S亚基，30 S亚基——尤其是它的头部结构域——没有得到很好的解析，这在其他脱辅基态核糖体中很常见。图1 退火提高了 70 S核糖体的局部分辨率为了量化不同区域的分辨率变化，通过平均选定区域内的局部分辨率值来计算局部分辨率。分析表明，50 S亚基的平均局部分辨率为 3.1 Å，而 30 S亚基的分辨率要低得多——只有 5.2 Å。此外，30 S头域的分辨率更低——平均分辨率为 6.1 Å（图 1 B ）。50 S和 30 S亚基之间的亚基间棘轮是分辨率差的主要原因；30 S的亚基内漩涡亚基是次要的，这会降低头部域的分辨率。为简单起见，使用 30 S亚基的局部分辨率作为标记来监测退火对 70 S核糖体的影响。未退火的、加热的和退火的核糖体结构变化退火使柔性区域稳定退火诱导的分辨率改善在整个 70 S核糖体中并不均匀。相对于 30 S亚基的 1.5-Å 分辨率提高，良好分辨的 50 S亚基在退火后仅提高了 0.3 Å（即从 3.1 Å 值到 2.8 Å 值）（图 1 B ） . 因此，退火对具有更大结构灵活性的低分辨率区域特别有益。为了进一步验证这一推论，我们对未退火和退火 70 S之间相同子区域的平均局部分辨率进行了综合统计分析核糖体。例如，退火将不同区域的平均局部分辨率提高到 0.1、0.6、0.8、1.2 和 2.0 Å 的水平；未退火核糖体中相应区域的局部分辨率范围为 2.5 至 3.0、3.0 至 3.5、4.0 至 4.5、5.0 至 5.5 和 5.5 至 6.0 Å（图 2 A ） 。指数曲线与数据非常吻合，表明未退火的 70 S核糖体具有更大的灵活性，对应于退火后局部分辨率的更大提高。图 2 退火稳定了 70 S核糖体的柔性区域讨论不限于金属、合金或半导体，我们通过实验证明退火还可以使 70 S核糖体同步到具有窄构象分布的最小能量状态（图 3）。核糖体/核小体的结晶具有类似退火的处理，其中研究人员通常将核糖体/核小体加热到 37 °C 和 55 °C 之间，然后将它们降低到室温 (19 °C)。对 70 S核糖体进行严格退火以进行结晶将有助于探索退火对70 S核糖体的物理和化学影响，如在冶金学中。除了 70 S核糖体，在其他生物大分子上退火，特别是那些具有动态结构的大分子，将有助于验证该方法的普遍性。图3 模型说明退火可以使核糖体同步到最小能量状态并提高局部分辨率。显示了自由能曲线（实线）和粒子分布概率（浅绿色峰）。结构灵活性虽然对蛋白质功能至关重要，但阻碍了研究人员应用结构研究在分子水平上阐明功能的能力。持续的努力——例如关键残基的突变，引入额外的二硫键，添加抗体/结合蛋白 ，或在溶液中或甘油内交联/葡萄糖梯度——对于优化样品以提高结构稳定性很有用。然而，这样的努力耗时且缺乏明确的方向，最终的结构仅限于固定状态，有时甚至会在额外的操作后发生扭曲。退火——适当加热和冷却的组合——对蛋白质没有破坏性，是一种简便而可靠的高分辨率冷冻电镜方法。有趣的是，与通过戊二醛交联的 70 S核糖体相比，退火提高了 50 S和 30 S亚基的局部分辨率。研究人员还尝试通过在低温 EM 图像处理期间对柔性区域进行局部细化来提高局部分辨率。我们对未退火和退火核糖体的灵活 30 S亚基进行了局部改进。在局部细化后，未退火核糖体的 30 S亚基的平均局部分辨率提高了 ~1 Å，达到 4.2 Å。与通过退火提高分辨率不同，局部细化本身仍然导致 30 S亚基头部域的平均分辨率不足 5.5 Å 。显然，退火和局部细化通过不同的机制提高了局部分辨率。退火可以将生物大分子驱动到最小能量状态，并且无论区域大小如何，都可以全局提高整个地图的分辨率。作为对照，局部细化在算法级别上起作用，并且仅适用于大小合理的区域。当我们对退火核糖体应用局部细化时，30 S亚基的主体和头部结构域分别提高到 2.9 和 3.9 Å。这表明退火与柔性区域的局部细化兼容，并且可以进一步优化局部分辨率以进行详细的结构分析。可以使用退火将蛋白质同步到最低能量状态，这可能有利于许多单分子方法，例如光镊和单分子荧光共振能量转移 。人们还可以使用退火来研究温度适应和蛋白质折叠，并促进分子动力学模拟中的算法开发。因此，研究人员应彻底研究退火机制并进一步优化退火条件以提高分辨率。本研究由国家重点研发计划项目2017YFA0504800（Q.-TS）、2021YFF1200403（Q.-TS）和2018YFC1406700（Q.-TS）和国家自然科学基金项目31870743（Q. .-TS）等支持。论文链接：https://www.pnas.org/content/119/8/e2111231119#sec-6

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.

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

冷冻电镜（cryo-EM）解析了一种帮助调节血压的蛋白质，即血管紧张素转换酶（ACE）的详细结构。这些结构提供了迄今为止对ACE的最全面的看法，将有助于改善心脏病的药物设计。这项工作是由开普敦大学（UCT）的研究人员与英国同步辐射光源"DIAMOND"的电子生物成像中心（eBIC）合作完成的。研究人员在《EMBO Journal》上发表了他们的研究结果（"冷冻电镜揭示了血管紧张素I转化酶的异构化和二聚化机制"）。ACE会产生激素血管紧张素II，使血管收缩并提高血压。高血压是心脏病和中风的主要风险因素。与以前的方法相比，冷冻电镜使研究人员能够在更多的功能相关状态下观察到ACE。他们的工作为其生物功能和潜在的药物结合特性提供了关键性的见解。ACE蛋白的一个副本（即单体形式）是由两个结构相似但功能不同的结构域连接而成的。二聚体化（即两个ACE单体的相互作用）发生在一个小的表面空腔附近，改变了对ACE功能至关重要的核心氨基酸的构象。研究人员提出，这种二聚体化可能像一个 "关闭开关"，触发蛋白质核心的变化，并可能抑制它。如果能设计出一种类似药物的分子在腔内结合并引起同样的效果，它就能提供一种新的手段来使该酶失活。目前，许多ACE抑制剂在临床上可用于治疗高血压。但这些抑制剂非选择性地针对两个ACE结构域，并因此会在一些患者中引发副作用。开普敦大学教授、该研究的主要研究者Edward Sturrock博士解释说:“了解这些新发现的ACE结构和动态至关重要，这可能针对结构域选择性抑制剂的设计提供新的结合位点，进而规避副作用。”ACE蛋白在Sturrock的实验室生产，在UCT的电子显微镜单元（EMU）进行成像前的准备，并在之后转运到eBIC，在Titan Krios上进行冷冻电镜成像。图像处理在南非的CSIR高性能计算中心（CHPC）和EMU进行。“即使有高分辨率的成像，ACE的独特形状、小分子量和高度动态等特征也带来了许多挑战。"该研究的共同作者之一Jeremy Woodward博士解释道。该研究的第一作者Lizelle Lubbe博士解释说："最近开发的冷冻电镜图像处理方法对解析这些结构至关重要。"我们必须通过广泛的分类来计算分离图像，这一过程相当于' 数字纯化' ，因为生化方法无法分离ACE的单体和二聚体形式。然后，我们可以将三维细化的重点依次放在结构的不同部分，从而解析这两种ACE结构"。该研究的发现独特地揭示了ACE的高度动态特征，以及其不同结构域之间发生二聚体化和交流的机制--这可能启发治疗心脏病的新药。DIAMOND科学组组长克里斯-尼克林博士说：“我们对非洲的杰出科学家团队利用eBIC先进的冷冻电镜取得的这项研究结果感到高兴。世界迫切需要针对致命的心脏病和其他慢性健康状况的可持续解决方案。我们非常高兴的是，这项研究的结构见解可以为改进抗高血压药物设计铺平道路。”相关文献：Cryo-EM Structures of a Key Hypertension Protein to Aid Drug DesignCryo-EM揭示了血管紧张素I转化酶的异构化和二聚化的机制高血压（高血压）是心血管疾病的一个主要风险因素，而心血管疾病是全世界死亡的主要原因。血管紧张素I转化酶（sACE）的体细胞异构体在血压调节中起着关键作用，因此ACE抑制剂被广泛用于治疗高血压和心血管疾病。我们目前对sACE结构、动力学、功能和抑制作用的理解是有限的，因为截短的、最小的糖基化形式的sACE通常被用于X射线晶体学和分子动力学模拟。在这里，我们首次报告了全长的、糖基化的、可溶性的sACE（sACES1211）的冷冻电镜结构。这个高度灵活的apo酶的单体和二聚体形式都是由一个数据集重建的。单体sACES1211的N端和C端结构分别在3.7和4.1Å被解析，而负责二聚体形成的相互作用的N端结构则在3.8Å被解析。此外，观察到两个结构域都处于开放构象，这对设计sACE调节剂有意义。参考资料："Cryo-EM reveals mechanisms of angiotensin I-converting enzyme allostery and dimerization"

p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201802/insimg/e2f81b1e-e30b-4ff6-8cc6-54a29e2ec276.jpg" title=" 20180211094445855.jpg" / /p p 　　记者10日从中国科学技术大学获悉，该校科研人员在利用冷冻电镜解析神经突触超微结构方面取得突破，解密了神经突触“黑匣子”。 /p p 　　国际学术期刊美国神经科学学会会刊《神经科学期刊》(《Journal of Neuroscience》)近日以封面形式报道了该项研究成果。 /p p 　　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。 /p p 　　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。 /p p 　　中国科学技术大学合肥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，利用最新发展的冷冻电子断层三维重构技术(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，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。 /p p 　　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。 /p p 　　随后，课题组进一步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。 /p p 　　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。该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难题奠定了基础。 /p

真空冷冻离心浓缩仪是一款常用于化学分离和纯化技术应用的实验室设备；该技术可通过将化学物质置于离心管中，利用离心力可将混合物中的各种化学物质分离开来，提高纯度。冷冻型的设备则是利用低温环境和真空状态可使化学物质在离心管中迅速冷冻、快速蒸发，从而提高实验的操作应用效率。本篇文章将深入探讨这款低温冷冻型离心浓缩设备的原理应用。　　　　　　冷冻真空离心浓缩仪利用离心和真空技术可将化学混合物中的化合物迅速分离，从而达到对样品的纯化和浓缩目的；该设备被广泛应用于分析化学、医药、生物学等行业领域。冷冻型的实验设备相比较于其他款，它是利用低温环境和真空状态分离化学物质，并将它们冷冻起来以提高实验效率。　　在使用冷冻真空浓缩设备时，需要先将样品置于离心管中，塞进盖子中央的叶轮上，接着运转机器，对离心管内的化合物进行旋转，在加入真空度后，通过减压和外部加热的方式来提高该系统内的温度以及气体流通性；随后可将化合物冷冻蒸发出来，达到样品的浓缩效果。　　　　真空冷冻离心浓缩仪是一款常用于制备RNA和DNA等高浓度浓缩样品的实验设备，该设备使用温度较低功率较少的真空泵和离心机器，可有效提高了实验对样品的纯度和浓缩效率；实验设备基于不同的原理应用，旨在提高化学物质的纯度；而冷冻型真空离心浓缩仪则比其他设备的应用更为高效。

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" / /p p 　　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。 /p p 　　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。 /p center p 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 /center p 　　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。 /p center p 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 /center p 　　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。 /p center img alt=" " src=" https://5b0988e595225.cdn.sohucs.com/images/20180225/45e3e783ec57412d8f858989386d1214.jpeg" height=" 454" width=" 356" / /center p 　　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 　　Alpha-突触核蛋白(Alpha-synuclein)是路易小体(Lewy body)的主要成分，与帕金森病和其他神经退行性病变密切相关。日前，科学家们使用尖端技术MicroED(micro-electron diffraction)解析了Alpha-突触核蛋白的毒性核心，获得了分辨率超高的晶体结构。程亦凡博士在九月九日的Nature杂志上发表文章，探讨了这一重大进展在结构生物学中的意义。 /p p 　　程亦凡博士是加州大学旧金山分校的副教授，他原本是物理学博士，后来改用物理学方法研究生物问题。 近来程博士在冷冻电镜方面陆续发表了多项重要成果，受到了广泛的关注。2015年，程亦凡博士成为了霍华德· 休斯医学研究所的研究员。 /p p 　　Alpha-突触核蛋白的毒性核心由11个残基组成，被称为NACore。NACore可以形成有序的三维晶体，但这种晶体实在太小，光学显微镜观察不到，也难以进行X射线衍射。于是研究人员采用了以冷冻电镜(cryo-EM)为基础的新技术，MicroED。 /p p 　　用冷冻电镜进行结构分析时，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。随着硬件设备和软件算法等方面的突破，不依赖结晶的冷冻电镜技术越来越受到结构生物家的重视。 /p p 　　MicroED主要通过电子衍射来确定微小晶体的3D结构。这种技术最初发表在2013年底的eLife杂志上，并被《Nature Methods》杂志评为2015年最值得关注的技术之一。令人惊叹的是，MicroED在这项研究中的分辨率高达1.4埃。 /p p 　　程亦凡博士指出，这是人们首次用MicroED确定未知的分子结构，而1.4埃是迄今为止冷冻电镜达到的最高分辨率。这项研究展示了MicroED在结构生物学领域的巨大应用潜力。不过MicroED也有自己的局限，比如晶体结构解析中的相位问题(phase problem)。此外，MicroED很可能对晶体大小也有限制，强散射会令大晶体难以被电子束穿过。尽管如此，MicroED为结构生物学家提供了一个前景广阔的新工具，可以弥补现有技术的不足。 /p p br/ /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。

冷冻电镜+清华大学=CNS？在网络上时常能看见“冷冻电镜+清华大学=CNS”（Cell+Nature+Science，三大顶刊）的公式。这是在暗讽施一公从国外买回冷冻电镜后，接连在顶级期刊上发表论文。这种说法更多是出于嫉妒，设备与人之间是相辅相成的，就像我们承认高科技跑鞋对运动员的帮助，但我们依然会把赞颂送给博尔特这样的运动员而非跑鞋。不只是施一公，作为我国冷冻电镜的先行者，中国科学院院士隋森芳参与建设的清华大学冷冻电镜平台已成为世界上水平最高的冷冻电镜平台之一。隋森芳取得了一系列具有国际影响力的科研成果，即便年过七旬，依然奋战在科研前线。2017年，为表彰其在中国冷冻电镜领域的贡献，隋森芳被授予中国冷冻电镜终身成就奖。由此可以看出冷冻电镜这个仪器本身的重要性。目前，全世界只有美国赛默飞、日电和日立能生产，国内仿造都仿不出来，就连低端的扫描电镜，国产份额也不足10%。从另外一个角度来说，一旦该设备被国外卡脖子，那么国内相关领域的科研工作都要停摆。冷冻电镜改变了什么学术差距会因为科学仪器而拉开吗？答案是肯定的，截至2017年的诺贝尔奖自然科学获奖项目中，因发明科学仪器而获奖的占11%。其中72%的物理学奖、81%的化学奖和95%的生理学或医学奖都是借助尖端科学仪器来完成的。回到冷冻电镜本身，它是近年来生物学里比较热门的技术之一，是电子显微镜的一种。简单来说，就是能把样品速冻后进行观察，这样干扰更小精度更高。它是研究蛋白质结构的重要工具，一经问世就成了科研人员的最佳拍档。蛋白质是一切生命的物质基础，生命活动本质上都是蛋白质功能的体现，为了了解蛋白质的功能，从而解开生命的奥秘，就必须先了解蛋白质的结构，然而这并不容易。蛋白质这种大分子直径长不过100nm并且相邻原子间距不超过1nm，而可见光的最短波长也有380nm，也就是说，无论是人眼还是一般的光学显微镜都无法看清蛋白质的结构。在冷冻电镜之前，科研人员采用X射线射击分子样品，得到衍射照片，通过照片来分析大分子的微观结构。这种方式有个前提条件是需要样品分子能够结晶，形成稳定的有序晶体。而蛋白质大分子由于分子链太长，非常容易扭曲缠结，因而难以结晶。因此，不需要结晶就能拍照的电镜应运而生。可是大分子又因为布朗运动难以固定，所以有科学家想到了用低温冷冻的方式固定大分子，进行拍照。拍到的照片经过电脑处理，得出大分子的3D模型。从冷冻电镜诞生至今，使用此技术解析出的蛋白质结构已经超过一万种，这些成果极大地推动了生命科学的进步，同时也为很多疫苗和药物的研发提供了帮助。例如近几年投入使用的多款新冠疫苗，之所以能够如此快速地研发，离不开科研人员利用冷冻电镜解析出新冠S蛋白结构，从而提升了疫苗开发的针对性。冷冻电镜的价值还未完全展现随着冷冻电镜技术的持续进化，在药物发现和研发方面的应用将进一步打开。冷冻电镜技术对于基于结构的药物设计有着重要的帮助。对于药物研发人员来说，了解靶点的3D结构信息，可以快速建立化合物的构效关系。靶点的选取和结构解析直接决定了药物开发的成败。以经典的GPCR蛋白家族为例，GPCR即G蛋白偶联受体，是一大类膜蛋白受体的统称。广泛分布在人体内，功能复杂，与多种疾病的发生和进展过程都有所关联。目前FDA批准的药物中有超过30%是以GPCR蛋白为靶向。传统的X射线衍射方式解析GPCR蛋白的结构非常困难，在结晶过程中GPCR蛋白容易发生突变。而冷冻电镜可以直接用来解析经过处理后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结构。冷冻电镜在解析庞杂的膜蛋白结构的能力更加突出，并且已有大量的高分辨率结构被成功解析。冷冻电镜正在为越来越多的难结晶、甚至不可结晶的靶点进行解析，如分子量更大、更动态的蛋白质和蛋白质复合物。此外，冷冻电镜技术在开发抗体疗法、小分子药物和诊断方面的应用将会越来越多。不仅仅是生物学，冷冻电镜的广泛应用才刚开始。冷冻电镜作为结构生物学的科研工具，终极目标是了解生命的本质以及药物的发展，但在生物学之外，冷冻电镜未来还将在材料科学等诸多领域展示自身价值。目前，国内外高校的冷冻电镜在满足生命科学研究的前提下，积极探索其在其他学科的发展应用。早在2017年，斯坦福大学的研究团队就利用冷冻电镜对电池材料进行观察，掀起了冷冻电镜应用在材料学研究中的浪潮。锂枝晶是锂电池中最大的安全隐患，但锂元素非常活泼、对环境敏感的特质使得从原子层面解析锂枝晶的生长机理成为一个极具挑战的课题。受到冷冻电镜观察敏感生物材料的启发，研究团队使用冷冻电镜技术首次获得了锂枝晶原子分辨率级别的结构图像，还原了锂金属在温和环境下的结构，证明了冷冻电镜技术可以有效地对脆弱、不稳定的电池材料进行高分辨率表征，并且保持它们在真实电池中的原始状态。斯坦福大学的研究团队总结了近年来冷冻电镜技术在材料和纳米科学中的应用进展，发现随着冷冻电镜技术的日臻进步，在电池、聚合物、金属有机骨架、钙钛矿太阳能电池、电催化剂、量子材料等多个领域中长期悬而未决的问题，都能通过冷冻电镜技术来解答。作为一种低信号源激发测试技术，冷冻电镜技术在一些对电子束、热敏感材料，如钙钛矿材料、高分子材料、量子点等精细结构的物理表征与机理研究中也具有巨大的应用潜力。随着硬件设备与算法的改进，这项引领结构生物化学研究迈入新纪元的技术，未来必定拥有更加广阔的应用前景，甚至成为材料和纳米科学研究中的基础工具。市场需求旺盛虽然有卡脖子风险，但市场需求逐年递增。据发改委统计的2016年~2019年国内200万元以上科学仪器的采购数据，在光学显微镜领域，国产化率为0%；在电子显微镜领域，国产化率仅为4.42%。其他科学仪器如X射线类仪器（1.49%）、质谱类仪器（1.19%）、光谱-色谱（0.24%）。这些数据说明了一个现实，多种高端科学仪器基本被国外品牌所垄断，有着极高的“卡脖子”风险。2016年~2019年国内200万元以上科学仪器的采购统计，数据源于发改委然而，需求是实打实存在的。随着全球对生命科学、材料研究的探索和研究持续深入，国内众多高校、科研院所、半导体工业领域对于冷冻电镜的需求日益增长。从中国政府采购网搜索近几年冷冻电镜的中标数据可以清晰地看到，赛默飞的中标率极高，产品主要为200kV和300kV冷冻电镜。从中标数量来看，300kV产品的需求更加旺盛，因为300kV机型是进行结构分析的核心机型，而200kV产品通常用于样品中等分辨率解析和冷冻样品筛选，与300kV产品配套使用。从采购单位来看，包括复旦大学、河南大学、北大医学部、山东第一医科大学、浙江大学、华中科技大学、武汉大学、中国疾控中心、中科院物理研究所、中科院化学研究所等高校和科研院所都是采购的主力。赛默飞的300kV Krios G4、200kV Glacios是中标最多的产品。不仅是冷冻电镜本身，它还带动了周边产品和服务市场。比如实验室改造，像复旦大学冷冻电镜平台建设工程、四川大学冷冻电镜平台项目中标金额都超过千万元。由于冷冻电镜会产生海量数据，因此还需配套建设数据处理系统，复旦大学、南方科技大学、清华大学的相关项目中标金额都超过2000万元。仅看2022年的数据，国内中标17套冷冻电镜，赛默飞再次包揽，总中标金额超7亿元。除了广州实验室和山东第一医科大学分别采购了3套和2套300kV产品外，其他采购单位皆为200kV和300kV配套采购。此外，还有华中科技大学生物冷冻电镜平台这样的打包采购方案，总金额近1.3亿元。早在上世纪90年代初，美国商业部国家标准局发表过一份报告：仪器仪表工业总产值只占工业总产值的4%，但它对国民经济的影响达到66%。仪器行业，体量虽然不大，却有着“四两拨千斤”的效果。科学仪器是科学研究的基础工具，也是科技成果创新的重要形式，还是国民经济发展的重要支撑。这样重要的领域，需要国货尽快突围。国产替代尚需时日如此重要的一个科学仪器，国产品牌的话语权约等于零。以冷冻电镜为代表的科学仪器，被称为科学家的“眼睛”，是高端制造业皇冠上的明珠，然而这个市场却被海外品牌所垄断。据科技日报报道，近乎99%的科学仪器类电子显微镜市场份额被全球五家公司所占据。2020年，这类产品的全球市场销售规模约为35亿美金左右，其中国内市场约为60亿元人民币，可即使是最头部的国内公司，也只能从这块蛋糕中分走1%~2%的份额。这种规模的营收甚至还不足以覆盖研发上的投入。科学仪器的研发是场马拉松，跨国公司已经起跑了很久，国内企业尚在热身阶段，追赶难度巨大。冷冻电镜技术从上世纪80年代出现到如今已走过40余年的发展路程。而我国从2009年清华大学开始发展冷冻电镜的应用研究，购入亚洲首台冷冻电镜，到2018年南方科技大学总投资3.93亿元成立冷冻电镜中心，再到2021年国内采购冷冻电镜10套，2022年采购17套。国内众多高校与科研机构引进高端冷冻电镜用于科研不过10余年，相关人才稀缺，更谈不上国产化了。目前，冷冻电镜的核心零部件、设备整机、配套设备，分析软件和电镜数据库，几乎全部依赖进口。相关从业人员都是在进口设备搭建的“空中楼阁”上做研究，一旦被卡脖子，相关工作就不得不停滞。从技术发展而言，300kV和200kV产品技术门槛较高，而100kV或120kV产品打破了对于高电压的需求，电镜整体价格得以控制在300kV产品的十分之一，尽管产品性能稍逊，但亦可满足大部分的应用需求，六七百万的价格也比动辄六七千万的高端产品更容易普及。目前，国内已有团队针对此类产品进行研发。从市场角度而言，商业化的冷冻电镜服务平台或将得到良好的发展空间。如同20年前，人类第一组全基因组测序花费了30亿美元，而20年后的今天只需花费500美元。电镜的发展也将经历类似的效率革命。虽然包括冷冻电镜在内的电子显微镜有95%的产品都是进口，但已有企业着手研究其中核心零部件的国产化。如大束科技近年来自主研发了一系列电镜核心零部件，尤其针对部分消耗型部件做到了国产化，例如液态镓离子源、电子枪离子枪配件、光阑等。在最极端的情况下，即使在国内已经安装的进口电镜原厂家不再提供配件，相关产品也能保障这些进口电镜正常运行。在整机层面，也有聚束科技这样世界上少数几家能够独立设计和生产高端场发射电子显微镜整套系统的公司，但整体营收规模尚显弱小。如何破局？不仅仅是电子显微镜，在整个科学仪器层面，我国都处于落后局面。在全球Top20的仪器厂家中，8家来自美国，5家来自日本，德国和瑞士各有3家，还有1家英国企业，没有一家中国企业入选。仪器是认识世界的工具，是科学家洞察世界奥秘的一大助力，也是研发人员开发新产品的重要武器。从科研人员的角度，只要资金允许，用同行都认可的进口品牌仪器和设备更加省心，留给国产仪器的空间自然不大，不用就没有反馈、没有反馈就无法迭代，不能迭代产品力自然下降，产品力下降后用的人就更少，恶性循环就此产生。以科学仪器中的重要分支实验室分析仪器为例，全球实验分析仪器行业大约有700亿美金的规模，而中国市场总量仅占全球的7%，约为400亿人民币的规模。这个市场又被近20种不同类别的仪器所占据，其中体量较大的质谱仪也不过100亿规模。国产产品还需要与赛默飞、丹纳赫、岛津等品牌竞争，如果企业只做其中一种产品，可能很难发展壮大。数量多、规模小、基础薄是国内仪器企业的普遍生态，但最近10余年，行业也在变化，民营企业增多，海归人才创业增多，也有一批企业跑出来。如总部位于合肥的国仪量子，做的是量子精密测量仪器，发布了中国首台商用脉冲式电子顺磁共振（EPR）波谱仪，且具有自主研发实力和专业的服务支持体系。清华大学某实验室使用的进口波谱仪出现故障。若返回原厂维修，耗时长，花费大，于是实验室尝试联系国仪量子，仅用4个工作日，就解决了故障，比返回原厂维修，节约了近一个月的时间。国内企业的发展要找到自己的优势，搞清楚市场需要什么，自己能做到什么，用产品品质和专业服务同国外品牌竞争。回到冷冻电镜，它和光刻机一样，国外的产品经过几十年的技术积累才发展至此，如果急于在高端电镜领域竞争，以国内现有的技术积累，条件并不成熟。冷冻电镜设备或技术的研发涉及材料、光学、生物、计算科学、半导体、系统集成和先进制造等多个技术领域，加之冷冻电镜在过去很长一段时间都是一个相对小众的领域，我国缺乏对相关领域的重视和投入，自然缺少相关人才，这是不可回避的问题。如此背景下，从某些具体核心技术上发力或许是国内相关领域摆脱依赖、实现突围的战术选择。当下可以集中力量在图像采集技术、图像处理和结构解析，以及冷冻系统的样品制备技术等方面逐个突围。先在这些具体技术上发展，等掌握这些核心技术的发展之后，就有了一定的积累，再做冷冻电镜整机更能事半功倍。过去的历史证明了谁掌握了最先进的科学仪器，谁就能掌握科技发展的主动权。科学仪器是一个研发周期极长、技术壁垒极高的行业。为了将来，突围已是势在必行。

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