September 1st, 2020
여기에 제시된 것은 동결된 시료를 동적 핵 편광(DNP) 매직 앵글 방적(MAS) 핵자기 공명(NMR) 프로브로 전송하기 위한 프로토콜이다. 이 프로토콜에는 실험 전의 로터 저장 방향과 실험 전후의 생존 가능성 측정을 위한 방향이 포함됩니다.
DNP 보조 MAS NMR 분광법의 감도를 통해 내인성 농도로 온전한 세포 내부의 단백질을 특성화할 수 있습니다. 이 응용 프로그램에는 신중한 샘플 처리가 필요합니다. 일부 형태학이 보존되고 세포는 이 프로토콜을 사용하여 극저온으로 분광계로 전달될 때 생존할 수 있습니다.
콜드 로터를 도입하면 수분과 얼음이 쌓일 수 있으며, 이는 샘플이 회전하는 것을 기계적으로 방지할 수 있습니다. 이 데모는 자신 있게 극저온 전달을 수행하기 위한 실험을 안내합니다. 시작하려면 티슈나 종이 타월 조각으로 만든 쿠션을 뚜껑 아래와 극저온 바이알 바닥에 놓습니다.
3.2mm 사파이어 로터를 티슈 페이퍼로 덧대어진 극저온 바이알에 넣고 표시된 끝이 바이알 바닥을 향하도록 합니다. 바이알을 조절된 속도의 냉각 용기에 넣어 로터를 천천히 동결하고 용기를 섭씨 80도의 냉동고에 최소 3시간 동안 넣습니다. 얼어붙은 로터가 들어 있는 극저온 바이알을 액체 질소로 채워진 작은 진공 플라스크로 옮깁니다.
진공 플라스크를 사용하여 샘플을 분광계 시설로 운반합니다. 건조하고 단열된 넓은 입 거품 진공 플라스크에 500ml에서 1리터의 액체 질소를 채웁니다. 전사 플라스크에서 극저온 바이알을 꺼내 액체 질소 표면 바로 위에 올려 대기로부터 보호합니다.
바이알의 입이 약간 아래를 향하도록 극저온 바이알을 잡고 캡의 나사를 풀고 로터를 액체 질소 수조에 밀어 넣습니다. 1.5ml 마이크로 원심분리기 튜브를 액체 질소에 담가 미리 냉각합니다. 액체 질소 수조 표면 아래에서 핀셋을 사용하여 드라이브 팁이 튜브 바닥을 향하고 표시가 개구부를 향하도록 하여 로터를 마이크로 원심분리기 튜브로 옮깁니다.
핀셋을 사용하여 액체 질소 아래에 있는 로터가 들어 있는 튜브의 목을 잡습니다. 두 번째 핀셋을 사용하여 NMR 샘플 캐처를 마이크로 원심분리기 튜브에 대해 예각으로 기울어진 액체 질소 표면 위로 잡습니다. NMR 샘플 캐처에서 NMR 분광계로 로터를 이동하려면 eject를 눌러 극저온 캐비닛을 배출 모드로 설정합니다.
NMR 샘플 캐처의 열린 끝을 액체 질소 표면 아래에 있는 동안 마이크로 원심분리기 튜브에 삽입합니다. 마이크로 원심분리기 튜브와 NMR 샘플 캐처를 모두 들어 올려 로터가 샘플 캐처에 떨어질 수 있도록 합니다. s를 흔듭니다.amp로터가 림에 걸리면 캐처와 튜브를 찾으십시오.
NMR 샘플 캐처 위에 빈 미세 원심분리기 튜브를 그대로 두어 로터를 공기로부터 보호합니다. 다른 빈 s를 제거하십시오.amp프로브에서 포수를 제거하고 바닥에 놓습니다. 로터를 포함하는 NMR 샘플 캐처를 다른 손으로 옮깁니다.
그런 다음 마이크로 원심분리기 튜브를 제거하고 즉시 프로브에 삽입합니다. 극저온 캐비닛을 작동하는 사람에게 중지, 배출 및 삽입을 누르도록 신호를 보냅니다. 베어링을 조정하고 흐름 압력을 구동하여 샘플을 원하는 회전 속도로 회전시킵니다.
500밀리리터에서 1리터의 액체 질소를 넓은 입 거품 진공 플라스크에 붓고 분광계 아래에 수조를 놓습니다. 티슈 페이퍼 조각이 들어 있는 빈 극저온 바이알을 액체 질소 수조에 담그십시오. 구동 및 베어링 가스 흐름을 감소시켜 회전 속도를 0킬로헤르츠로 줄이고 배출 모드로 전환하여 로터를 배출합니다.
배출 모드를 켜진 상태에서 s를 제거하십시오.amp프로브에서 포수를 제거하고 액체 질소가 들어 있는 넓은 입 폼 플라스크에 로터를 직접 떨어뜨립니다. 미리 냉각된 핀셋을 사용하여 로터를 액체 질소 표면 아래의 미리 냉각된 극저온 바이알로 옮깁니다. 극저온 바이알 캡을 액체 질소에 담가 미리 냉각합니다.
수조에서 로터와 액체 질소가 들어 있는 바이알을 제거하고 미리 냉각된 캡으로 튜브를 덮습니다. 극저온 바이알을 액체 질소에 다시 담그십시오. 샘플은 장기 액체 질소 저장소로 옮기거나 추가 분석을 위해 즉시 포장을 풀 수 있습니다.
포유류 세포의 사전 동결된 샘플을 NMR 분광계에 극저온으로 삽입하면 NMR 실험 전반에 걸쳐 생존력을 지원합니다. 이 프로토콜을 사용하면 MAS NMR 후 포유류 세포의 트리판 블루 투과성은 온도 변화에 노출되지 않은 세포의 투과성과 유사합니다. 세포를 천천히 동결한 다음 삽입 전에 실온으로 가열하면 세포 생존율이 10% 미만으로 감소하는 반면, 포유류 세포의 냉동 샘플을 극저온 삽입하면 NMR 실험 전반에 걸쳐 세포 생존력을 지원합니다.
프로토콜을 시도할 때 eject를 누르고 샘플을 회전시켜 예열되기 전에 샘플이 프로브에 유입될 수 있도록 지원을 요청하고, 분광계가 몇 주 동안 차가워질 것이라는 확신을 가지고 프로브에 수분이 유입되지 않도록 합니다. 이 프로토콜은 동결 소멸 반응 또는 포획된 반응 중간체의 특성화, 효소학 및 단백질 접힘과 같이 온도 변화로 인해 시료 무결성이 손상될 수 있는 모든 시스템에 적용할 수 있습니다.
이 프로토콜은 마법 각도 회전 (MAS) 핵자기공명 (NMR) 프로브로 냉동 시료를 액체 질소 상태에서 옮기는 방법을 자세히 설명하며, 시료 무결성과 생존율을 유지하는 데 중점을 둡니다. 분석기에 회전자를 도입할 때 발생하는 수분 축적 문제를 해결하여 실험 전반에 걸쳐 세포가 기능적 특성을 유지할 수 있도록 합니다.
Cryogenic sample handling enables preservation of cellular integrity for dynamic nuclear polarization NMR studies of intracellular proteins at endogenous concentrations. This approach supports target validation in native cellular environments by maintaining viability through low-temperature transfer. The protocol addresses a key bottleneck in applying high-sensitivity NMR to drug discovery workflows requiring mechanistic de-risking of therapeutic targets.
The method fits within the early discovery continuum, enabling structural characterization after target identification and before lead optimization, particularly for intracellular targets requiring native-cell context.