什么是冷冻电镜技术?

2024-05-05 14:32

1. 什么是冷冻电镜技术?

冷冻电镜技术开创者曾摘得2017年诺贝尔化学奖,这种技术结合电子显微镜、超低温冷冻和计算机图像处理手段,可以抓拍生物分子的高清“工作照”。
研究人员将样本在零下180摄氏度下冷冻,拍摄了约100万张独立的快照,组合起来后,清晰地看到RNA聚合酶III与DNA结合,拆开DNA双链,准备进行代码转录的情景。
这些图像首次揭示了RNA聚合酶III这台分子机器的各个部件怎样相互作用和通信,使人们可以详细了解转录初始阶段的关键步骤,寻找操纵该过程的办法,开发全新的抗癌药物。

什么是冷冻电镜技术?

2. 冷冻电镜是什么,什么公司做的冷冻电镜最好?

冷冻电镜,是用于扫描电镜的超低温冷冻制样及传输技术(Cryo-SEM),可实现直接观察液体、半液体及对电子束敏感的样品,如生物、高分子材料等。

为了观测蛋白质分子这类生物大分子的空间结构,研究空间结构与生物大分子的功能之间的联系,科学家们需要在真空环境下把蛋白质分子固定住。

在这个指导思想下,科学家想到了冷冻的方法。

他们用液态的乙烷等快速冷冻含有水分的生物样品,这样就可以制备出很薄的水膜(生物大分子就冷冻在这个水膜里)。冷冻完成以后,就可以用电镜来观测蛋白质等生物大分子的空间结构。

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型号  蓝海大脑冷冻电镜服务器

英特尔
处理器 Intel Xeon Gold 6240R 24C/48T,2.4GHz,35.75MB,DDR4 2933,Turbo,HT,165W.1TB
 Intel Xeon Gold 6258R 28C/56T,2.7GHz,38.55MB,DDR4 2933,Turbo,HT,205W.1TB
 Intel Xeon W-3265 24C/48T 2.7GHz 33MB 205W DDR4 2933 1TB
 Intel Xeon Platinum 8280 28C/56T 2.7GHz 38.5MB,DDR4 2933,Turbo,HT 205W 1TB
 Intel Xeon Platinum 9242 48C/96T 3.8GHz 71.5MB L2,DDR4 3200,HT 350W 1TB
 Intel Xeon Platinum 9282 56C/112T 3.8GHz 71.5MB L2,DDR4 3200,HT 400W 1TB
AMD
处理器 AMD锐龙Threadripper Pro 3945WX 4.0GHz/12核/64M/3200/280W
 AMD锐龙Threadripper Pro 3955WX 3.9GHz/16核/64M/3200/280W
 AMD锐龙Threadripper Pro 3975WX 3.5GHz/32核/128M/3200/280W
 AMD锐龙Threadripper Pro 3995WX 2.7GHz/64核/256M/3200/280W
 AMD锐龙Threadripper Pro 5945WX 4.1G 12核/64M/3200/280W
 AMD锐龙Threadripper Pro 5955WX 4.0G 16核/64M/3200/280W
 AMD锐龙Threadripper Pro 5965WX 3.8G 24核/128M/3200/280W
 AMD锐龙Threadripper Pro 5975WX 3.6G 32核/128M/3200/280W
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显卡 NVIDIA A100×4, NVIDIA GV100×4
 NVIDIA RTX 3090×4, NVIDIA RTX 3090TI×4, 
 NVIDIA RTX 8000×4, NVIDIA RTX A6000×4, 
 NVIDIA Quadro P2000×4,NVIDIA Quadro P2200×4
硬盘 NVMe.2 SSD: 512GB,1TB; M.2 PCIe - Solid State Drive (SSD),
 SATA SSD: 1024TB, 2048TB, 5120TB
 SAS:10000rpm&15000rpm,600GB,1.2TGB,1.8TB
 HDD : 1TB,2TB,4TB,6TB,10TB 
外形规格 立式机箱
 210尺寸mm(高*深*宽) : 726 x 616 x 266
 210A尺寸mm(高*深*宽) : 666 x 626 x 290
 210B尺寸mm(高*深*宽) : 697 x 692 x 306
 声卡:7.1通道田声卡
 机柜安装 : 前置机柜面板或倒轨(可选)
电源 功率 : 1300W×2; 2000W×1
软件环境 可预装 CUDA、Driver、Cudnn、NCCL、TensorRT、Python、Opencv 等底层加速库、选装 Tensorflow、Caffe、Pytorch、MXnet 等深度学习框架。
前置接口 USB3.2 GEN2 Type-C×4
 指承灯电和硬盘LED
 灵动扩展区 : 29合1读卡器,eSATA,1394,PCIe接口(可选) 
 读卡器 : 9合1SD读卡器(可选) 
 模拟音频 : 立体声、麦克风 
后置接口 PS2接口 : 可选 
 串行接口 : 可选 
 USB3.2 GEN2 Type-C×2
 网络接口 : 双万兆 (RJ45) 
 IEEE 1394 : 扩展卡口 
 模拟音频 : 集成声卡 3口 
连接线 专用屏蔽电缆(信号电缆和电源电缆)
资料袋 使用手册、光盘1张、机械键盘、鼠标、装箱单、产品合格证等有不明白的可以继续追问或者百度搜索。

3. 为什么说冷冻电镜已经是当前的热点

冷冻固定术

冰封一向是有效的保存手段,古今中外,概莫能外:曹操筑铜雀三台之冰井台,设计以储存冰块食物等;传媒大亨默多克冷冻精子,使随后降生的女儿获得数亿资产继承权;就连赛柏坦星人威震天都在冰里呆了9000多年。水结冰后会阻碍原先在溶液状态下快速的物质交换与扩散,低温使得化学过程速率降低:绝大多数代谢过程变得非常非常慢以至于我们难以察觉,这个技术叫做冷冻固定术(Cryo-fixation)。应用冷冻固定术,在低温下使用透射电子显微镜观察样品的显微技术,就叫做冷冻电镜(CryoEM)。冷冻电镜是重要的结构生物学研究方法,与之地位相当的另两种技术是X射线晶体学(X-ray crystallography)和核磁共振(NMR),这些方法都是为了获得生物大分子的结构以了解其功能。冷冻电镜,就是把样品冻起来然后保持低温放进显微镜里面,高度相干的电子作为光源从上面照下来,透过样品和附近的冰层,受到散射。我们再利用探测器和透镜系统把散射信号成像记录下来,最后进行信号处理,得到样品的结构。听起来很简单?在过去的一年半的时间里,冷冻电镜技术完成了自上世纪70年代以来最大的技术飞跃,很多结构生物学组集体转向冷冻电镜,不再吭哧吭哧的结晶了。就在上周,Nature上线了几乎是诺奖级别的冷冻断层成像论文,按照老板的话说:“任何放进显微镜的东西都成了金子,我这辈子从来都没有见过这样的景象。冷冻电镜的黄金时代真的来临了。”

为什么说冷冻电镜已经是当前的热点

4. 为什么冷冻电镜 去年突然火了?是有什么技术突破吗

冷冻电镜,是用于扫描电镜的超低温冷冻制样及传输技术(Cryo-SEM),可实现直接观察液体、半液体及对电子束敏感的样品,如生物、高分子材料等。样品经过超低温冷冻、断裂、镀膜制样(喷金/喷碳)等处理后,通过冷冻传输系统放入电镜内的冷台(温度可至-185℃)即可进行观察。其中,快速冷冻技术可使水在低温状态下呈玻璃态,减少冰晶的产生,从而不影响样品本身结构,冷冻传输系统保证在低温状态下对样品进行电镜观察。

过去,冷冻电镜虽然有以上优势,不过高能电子束打在样品上也会使其局部融化,影响拍摄。近期,随着高效探测器的研发成功和在电镜方面成功应用,提高了拍摄效率,电子束打在样品上,极短时间内就完成信号收集,完成拍摄,解决了冷冻电镜的发展瓶颈问题

5. 为什么冷冻电镜去年突然火了?是有什么技术突破吗

冷冻电镜,是用于扫描电镜的超低温冷冻制样及传输技术(Cryo-SEM),可实现直接观察液体、半液体及对电子束敏感的样品,如生物、高分子材料等。样品经过超低温冷冻、断裂、镀膜制样(喷金/喷碳)等处理后,通过冷冻传输系统放入电镜内的冷台(温度可至-185℃)即可进行观察。其中,快速冷冻技术可使水在低温状态下呈玻璃态,减少冰晶的产生,从而不影响样品本身结构,冷冻传输系统保证在低温状态下对样品进行电镜观察。

过去,冷冻电镜虽然有以上优势,不过高能电子束打在样品上也会使其局部融化,影响拍摄。近期,随着高效探测器的研发成功和在电镜方面成功应用,提高了拍摄效率,电子束打在样品上,极短时间内就完成信号收集,完成拍摄,解决了冷冻电镜的发展瓶颈问题

为什么冷冻电镜去年突然火了?是有什么技术突破吗

6. 为什么冷冻电镜 去年突然火了?是有什么技术突破吗

冷冻电镜,是用于扫描电镜的超低温冷冻制样及传输技术(Cryo-SEM),可实现直接观察液体、半液体及对电子束敏感的样品,如生物、高分子材料等。样品经过超低温冷冻、断裂、镀膜制样(喷金/喷碳)等处理后,通过冷冻传输系统放入电镜内的冷台(温度可至-185℃)即可进行观察。其中,快速冷冻技术可使水在低温状态下呈玻璃态,减少冰晶的产生,从而不影响样品本身结构,冷冻传输系统保证在低温状态下对样品进行电镜观察。

过去,冷冻电镜虽然有以上优势,不过高能电子束打在样品上也会使其局部融化,影响拍摄。近期,随着高效探测器的研发成功和在电镜方面成功应用,提高了拍摄效率,电子束打在样品上,极短时间内就完成信号收集,完成拍摄,解决了冷冻电镜的发展瓶颈问题

7. 什么是冷冻电镜技术?

冷冻电镜技术,全称是冷冻电子显微镜技术,是在低温下使用透射电子显微镜观察样品的显微技术
这项技术获得了2017年的诺贝尔化学奖,获奖者有三位,分别是瑞士科学家Jacques Dubochet,美国科学家Joachim Frank,英国科学家Richard Henderson。冷冻电镜技术,是一种重要的结构生物学研究方法,它与X射线晶体学、核磁共振一起构成了高分辨率结构生物学研究的基础。
冷冻电镜技术的研究,早在1968年剑桥MRC分子生物学实验室已经诞生,上世纪70年代和80年代中叶,主要是冷冻成像和蛋白快速冷冻技术。根据诺贝尔奖评委会的说法,冷冻电镜技术使生物分子成像,变得更加简单,把生物化学带入了一个新纪元。这项技术可以用来确定,溶液中生物分子的高清晰度结构。
冷冻电镜技术其实比较抽象,一直以来它主要的问题是其图像噪音极高、信号极低,研究的目标是从中提取近原子分辨率的结构信息。可以形象的比喻为在一个机器轰鸣的工厂,监测一只蚂蚁爬行的声音。冷冻电镜的目标,就是要完成这项艰巨的任务。因此,可见这项技术成果的科学价值。

什么是冷冻电镜技术?

8. 什么是冷冻电镜技术?

冷冻电镜技术开创者曾摘得2017年诺贝尔化学奖,这种技术结合电子显微镜、超低温冷冻和计算机图像处理手段,可以抓拍生物分子的高清“工作照”。
研究人员将样本在零下180摄氏度下冷冻,拍摄了约100万张独立的快照,组合起来后,清晰地看到RNA聚合酶III与DNA结合,拆开DNA双链,准备进行代码转录的情景。

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