Tundra Cryo-TEM (Thermo Scientific) - просвечивающий криоэлектронный микроскоп

TUNDRA CRYO-TEM - просвечивающий криоэлектронный микроскоп для анализа одиночных частиц (SPA)

Thermo Scientific Tundra Cryo-TEM – новый крио-трансмиссионный электронный микроскоп, предназначенный для анализ одиночных частиц (SPA) в биохимических лабораториях.

Tundra Cryo-TEM специально разработан для пользователей, которые не являются экспертами в области электронной микроскопии. Его легче использовать, чем типичные приборы для крио-ПЭМ, он вписывается в стандартное лабораторное пространство и соответствует грантам на оборудование и возможностям финансирования во всем мире.

Принцип работы и области применения микроскопа Tundra Cryo-TEM

Чтобы полностью понять биологические процессы в организме и то, что изменяется в них при болезни, важно получить структурную информацию для соответствующих биологических механизмов.

Примечательно, что становится все более очевидным, что белки, ключевые биологические игроки в фундаментальной биологии или механизмах болезни, часто принимают множественные конформации или действуют в комплексах с другими белками. Эти большие и/или динамические системы представляют собой вызов традиционным методам трехмерного определения структуры.

К счастью, методы криоэлектронной микроскопии (Cryo-EM), в частности анализ одиночных частиц (SPA), стали подходящей технологией для определения функции нативных белков и динамики сложных биологических систем:

1. При Cryo-EM образцы быстро замораживаются (витрифицируются), так что их биологически значимые нативные состояния сохраняются.
2. Затем SPA может получить структурные детали образца с атомным разрешением. Этот метод изменил область структурной биологии, что привело к новому пониманию многочисленных биологических процессов.

SPA проверяет вашу биохимическую работу, непосредственно показывая такие детали, как: белок-белковые взаимодействия в гетеромерных комплексах, конформационные изменения гибких белков и механизмы больших макромолекулярных машин, таких как вирусы, рибосомы и протеасомы.

С появлением простого в использовании электронного микроскопа Tundra Cryo-TEM революционная технология криоэлектронной микроскопии стала более доступной для использования в работе ученых.

Ключевые преимущества микроскопа Tundra Cryo-TEM

• Структурная информация в биологически значимом разрешении
• Экономичный и компактный
• Простая итеративная загрузка и визуализация для быстрого определения жизнеспособности образцов
• Общие проблемы оптимизации биохимии решаются с помощью новой технологии загрузки
• Автоматизация под управлением ИИ с постепенным отображением результатов
• Удобный интерфейс с предустановленными настройками для упрощения сбора данных
• Уникальные алгоритмы искусственного интеллекта позволяют микроскопу со временем учиться

Особенности микроскопа Tundra Cryo-TEM

3D структура поможет понять сложные биологические процессы

Трехмерные структуры предоставляют исследователям новую информацию о своих образцах, генерируя очень ценные революционные идеи. Например, человеческий рецептор ГАМК_А (гамма-аминомасляной кислоты типа A) представляет собой небольшой мембранный белок и лиганд-управляемый хлорид-ионный канал, который опосредует ингибирующую нейропередачу. 

Рецепторы ГАМК_А являются важной терапевтической мишенью, поэтому очень важно понимать молекулярный механизм, с помощью которого эти рецепторы опосредуют нейропередачу. Однако даже после десятилетий усилий только нефизиологические формы рецепторов ГАМК_А были кристаллизованы и структурно разрешены; физиологические формы необходимы для объяснения механизма действия рецепторов. 

С помощью крио-ПЭМ эти структуры могут быть визуально разрешены, а Tundra Cryo-TEM может легко создать трехмерную структуру с разрешением ~ 4–5 Å.

На этом уровне детализации ученые могут визуализировать стабильную конформацию рецепторного канала ГАМК_А в нанодисках или мицеллах детергента, а также связывание нанотел. Как правило, при таком разрешении можно визуализировать многие важные биологические детали, такие как связывание антител или нанотел (критически важное для картирования эпитопа), молекулярные детали образования и взаимодействия белок-белковых комплексов или взаимодействия вирус-рецептор.

С эталонными белками, такими как апоферритин, которые являются жесткими и оптимизированными для рабочего процесса крио-ЭМ, разрешение 3 Å может быть достигнуто с помощью Tundra Cryo-TEM. Такие карты высокого разрешения позволяют создавать модели de novo; белковый каркас можно легко проследить, и основные боковые цепи становятся ясно видимыми. 

Такие атомные модели помогают ученым понять, как функционируют белки, как модифицировать гены и как соответственно разрабатывать лекарства.

Оптимизация биохимических проб с помощью Tundra Cryo-TEM

Итерация часто является необходимой частью пути от экспрессии генов и подготовки образцов до окончательной трехмерной реконструкции, которая необходима вам, чтобы ответить на ваши исследовательские вопросы. 

Биология по своей сути сложна, и, хотя требования к образцам для крио-ЭМ не так строги, как для традиционных методов, таких как рентгеновская кристаллография, образец все же необходимо оптимизировать для предоставления структурной информации. 

К счастью, электронная микроскопия также является простым методом оценки качества очищенных биологических образцов в микроскопическом масштабе.

Занимайтесь наукой, а не настройкой микроскопа

Tundra Cryo-TEM поставляется с полным набором автоматизированного программного обеспечения для эффективной оптимизации биохимии ваших образцов и определения их структуры. 

Это включает в себя удобное программное обеспечение для сбора данных SPA, программное обеспечение Thermo Scientific EPU 2, элемент пользовательского интерфейса светофора, указывающий состояние микроскопа, и предопределенные шаблоны для типичных случаев использования, которые позволяют начать сбор данных высокого разрешения всего несколькими щелчками мыши. 

Кроме того, Tundra Cryo-TEM-это дебют интеллектуального программного обеспечения EPU, программного решения с поддержкой искусственного интеллекта, способного анализировать промежуточные результаты, обеспечивать мгновенную обратную связь и управлять сбором данных на лету. 

Наши алгоритмы искусственного интеллекта основаны на многолетних знаниях криоэмиссии, заменяют решения, которые эксперты должны принимать заранее, и гарантируют, что ваш инструмент работает в оптимальных условиях, позволяя вам сосредоточиться на науке, а не на тонкой настройке микроскопа.

Рис. 2. Карта электронной плотности Апоферритина, определенная с помощью крио-ТЭМА.

Рисунок 3. Скриншот пользовательского интерфейса программного обеспечения Thermo Scientific EPU 2.

Криоэлектронная микроскопия станет доступней

Новая аппаратная архитектура Tundra Cryo-TEM была специально разработана с меньшими габаритами и более простым доступом без ущерба для производительности. Во многих случаях это позволяет избежать дополнительных инвестиций и нежелательных простоев, связанных с модификацией существующей лабораторной инфраструктуры (или даже необходимостью в новой, специально построенной лаборатории) для размещения прибора. 

Кроме того, при разработке Tundra Cryo-TEM учитывался широкий спектр грантов на финансирование и оборудование, так что его цена была в пределах досягаемости большинства грантов на оборудование.

Технические характеристики микроскопа Tundra Cryo-TEM

• Определение структуры апоферритина 3,5 Å за 24–72 часа
• X-FEG высокой яркости (пушка с экстремальной автоэлектронной эмиссией)
• Фиксированное ускоряющее напряжение 100 кВ
• Полуавтоматическая загрузка образцов
• Станция криоподготовки, позволяющая заменять образцы без загрязнения.
• Устройство для переноса образцов для переноса отдельных автосеток в микроскоп со стационарным криобоксом, который защищает образец от загрязнения в течение 72 часов.
• Компьютеризированная криоподложка для образцов
• Объектив с высоким разрешением, оптимизированный для SPA.
• Высокопроизводительная камера Thermo Scientific Ceta ™ с фракционированием дозы, оптимизированная для получения изображений с низкой дозой
• Интеллектуальное программное обеспечение EPU: программное решение с поддержкой ИИ, обеспечивающее обратную связь при сборе данных. Включает открытый интерфейс прикладного программирования

План этажа и требования к установке

Вместе с ThermoScientific на пути к успеху

В дополнение к современному оборудованию, комплексный сервис ThermoScientific  поможет вам добиться успеха при работе на Tundra Cryo-TEM. 

Благодаря портфелю услуг Accelerate, который действует в течение гарантийного периода, специалисты компании проверят ваш рабочий процесс и обеспечат поддержку приложений, чтобы убедиться, что ваши пользователи обучены всем аспектам вашего рабочего процесса. 

Держите ресурсы под рукой с помощью пошагового приложения Scientific Workflows. Вы также можете просматривать показатели работоспособности и производительности системы через безопасный портал Connected Care. 

Техническая команда будет следить за производительностью вашей системы и реагировать на месте, если потребуется техническое обслуживание.

Компания ThermoScientific создала сервисы Accelerate для клиентов с разным бюджетом и разным циклом покупки. Вы можете быть уверены, что компания предоставит вам обучение, инструменты и ресурсы для успешного использования Tundra Cryo-TEM.