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技术优势

轻松的样本制备

只需要使用极少量,简单的粉末样,针刺样微晶,大幅扩展了电镜技术的应用范围

高通量

样本制备过程简单,可以高通量快速制备样本。电镜上机时间短,单样本数据采集用时<30min

分辨率极高

可以轻松地分析远小于200nm的晶体。极限分辨率<1 Å,能够得到原子级分辨率的分子结构,甚至可以对于部分基团完成构象分析

应用场景

不适合X-ray晶体衍射的



关于MicroED

技术介绍

MicroED技术(Micro-crystal Electron Diffraction,MicroED)与单颗粒分析技术(Single Particle Analysis,SPA)是结构生物学领域基于冷冻电镜(Cryo-EM)的两个重要研究手段。SPA技术擅长在接近天然、完全水合的状态下,解析可溶性蛋白、膜蛋白及大型蛋白复合物的三维结构。MicroED可以快速、高分辨率的测定有机小分子化合物和蛋白等生物大分子的晶体结构,两大技术优势互补,赋能结构生物学研究。
MicroED是一种基于冷冻透射电镜(Cryo-Transmission Electron Microscope,Cryo-TEM)电子衍射数据进行有机小分子和蛋白等生物大分子晶体三维重构的技术。MicroED属于新兴技术,是使用电子作为入射光束,在Cryo-TEM上获得 MicroED 微晶电子衍射数据。由于它是衍射技术,像X-ray晶体衍射一样,样品需要结晶,结晶过程与X-ray晶体学没有大的差异,但晶体大小仅需百纳米级别。

平台展示

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MicroED 应用案例

案例一:

2019年8月1日,水木未来科学顾问、清华大学生命学院李雪明教授及其合作者于《Analytical Chemistry》在线发表题为“Programming Conventional Electron Microscopes for Solving Ultrahigh-Resolution Structures of Small and Macro-Molecules”的研究论文。该研究发布了一款新的MicroED数据收集软件eTasED,借助该软件,使用200kV电镜和120kV电镜将一个多肽的微晶样品分别解析至0.65 Å和0.60 Å。该研究证明了120kV电镜在MicroED中的可用性,大大降低了MicroED的设备成本,提高了该方法的普遍可用性,将有助于MicroED技术更加广泛的应用[1]



图3 通过样品台和相机软件协同控制方法获得衍射数据并解析超高分辨率结构的流程示意图




案例二:

2015年9月9日 一项发表于国际杂志Nature上的研究论文中,来自剑桥大学的Tamir Gonen教授凭借MicroED技术对大脑中含量丰富的一种α-突触核蛋白进行了深入研究,最终,把以前无法攻克的帕金森病相关的α-突触核蛋白核心部分的结构推进至1.4 Å,揭示了蛋白纤丝的形成引发神经变性疾病的分子机理,为深入理解多种神经变性疾病提供了一定的线索[2]


图4  MicroED技术将帕金森相关α-突触核蛋白核心分辨率推进至1.4 Å




参考文献:

1. Zhou H, Luo F, Luo Z, et al. Programming Conventional Electron Microscopes for Solving Ultrahigh-Resolution Structures of Small and Macro-Molecules[J]. Analytical chemistry, 2019.
2. Rodriguez J A, Ivanova M I, Sawaya M R, et al. Structure of the toxic core of α-synuclein from invisible crystals[J]. Nature, 2015, 525(7570): 486-490.





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