[发明专利]一种无接触式冷冻电镜样品制备装置及方法

说明书

本发明公开了一种冷冻电镜样品无接触制备装置及方法，将样品载网设于传输模块上并进行固定，通过移液枪吸取样品溶液并滴加于经过表面亲水化处理的样品载网上，调节自动吹吸模块向靠近样品载网的方向移动，使自动吹吸模块端部与样品载网边缘相切，然后控制自动吹吸模块以正压喷发气流或负压吸收气流模式运行，通过气流移除样品载网表面的多余样品溶液以在样品载网上形成薄液膜，通过传输模块将样品载网送至制冷装置内进行冷冻，以获得厚度均匀的冷冻电镜样品。冷冻电镜样品制备过程中，自动吹吸模块不直接与样品载网接触，有效避免了滤纸吸附方式带来的不利影响，能制出大范围均匀的薄冰层冷冻电镜样品，提高了冷冻样品制备成功率与可重复性。

技术领域

本申请涉及电镜样品制备技术领域，尤其涉及到一种无接触式冷冻电镜样品制备装置及方法。

背景技术

冷冻电镜技术即利用透射电子显微镜在液氮温度下对包埋在玻璃态冰的样品进行低剂量成像和结构解析的技术。近年来，由于电镜硬件比如高稳电子光学系统、直接电子探测相机，以及图像处理算法上的技术突破，冷冻电镜技术已经能够解析生物大分子近原子分辨率结构，可用于生物大分子发挥的功能机制的阐述。

目前大范围使用的冷冻样品冷冻方法仍是基于1988年Dubochet发明的投入式快速冷冻方法，即利用滤纸吸附的方式形成薄薄的液膜，然后快速投入到液态乙烷、丙烷或者是两者的混合物中，从而形成无定形冰，用于后续的冷冻电镜观察与数据收集。但该样品制备方法存在以下问题：滤纸吸附的方式会导致样品一定程度的损失，滤纸本身可能会导致蛋白质变性，滤纸吸附过程产生的剪切力对蛋白质结构的潜在破坏，冰层厚度不均匀且不易控制，可重复性不太高，粘稠性液体不易制出薄冰等。这些问题导致许多结构生物学研究组在样品优化上花大量时间与精力，严重制约了本领域的发展。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本申请提供了一种无接触式冷冻电镜样品制备装置及方法，解决了现有技术中冷冻电镜样品制备时采用滤纸吸附方式导致冷冻样品损失、冰层厚度不均匀且不易控制的技术问题。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明提供了一种无接触式冷冻电镜样品制备装置及方法，具体技术方案如下：

一种无接触式冷冻电镜样品制备装置，包括：

箱体；

传输模块，设于箱体内，用于固定和输送样品载网，样品载网用于承载样品溶液；

自动吹吸模块，设于箱体外，并至少部分置于箱体内，自动吹吸模块与样品载网相垂直，适于向样品载网吹正压或吸负压气流以移除样品载网表面的多余样品溶液，以在样品载网上形成薄液膜；

自动吹吸模块还适于向靠近或远离样品载网的方向移动；

制冷装置，设于箱体内，并位于传输模块的下方；

传输模块还适于将附有薄液膜的样品载网输送至制冷装置内进行冷冻，以获得冷冻电镜样品。

进一步，传输模块包括：

支架，垂直设于箱体内；

滑杆，设于支架上，延伸方向与支架的高度方向一致；

镊子夹持装置，螺纹连接于滑杆上，用于夹持样品载网。

进一步，滑杆通过电磁铁连接于支架上，电磁铁得电时产生磁性，电磁铁断电时磁性消失。

进一步，自动吹吸模块包括电动推缸、真空腔、吹吸枪头、真空泵、压力表、电磁阀和气体管路；

真空泵和压力表均设于真空腔上，真空泵用于对真空腔抽真空，压力表用于检测真空腔的压力信息；