Применение монослойного графена в решетках криоэлектронной микроскопии для определения структуры с высоким разрешением
November 10th, 2023
Применение опорных слоев к сеткам криогенной электронной микроскопии (криоЭМ) может увеличить плотность частиц, ограничить взаимодействие с границей раздела воздух-вода, уменьшить движение, индуцированное лучом, и улучшить распределение ориентаций частиц. В данной работе описан надежный протокол покрытия криоЭМ-решеток монослоем графена для улучшения подготовки криообразцов.
Распространенной проблемой при подготовке образцов для криоэлектронной микроскопии является локализация частиц на границе раздела воздух-вода, в результате чего частицы принимают предпочтительную ориентацию и денатурируются. Вместо этого лучше, чтобы частицы лежали на поверхности сетки, которую поддерживает тонкая пленка, как это способствует графен. Еще одной проблемой является требование относительно высоких концентраций образцов, которые также могут быть решены с помощью графена.
Сетки с графеновым покрытием обеспечивают множество преимуществ для определения структуры криоЭМ, но исторически сложилось так, что их было трудно изготовить собственными силами, а также непомерно дорого приобрести в коммерческих целях. Этот протокол позволяет надежно осаждать монослойный графен, тем самым снижая барьер для пользователей, использующих эти сетки в своих исследованиях. Графен уникален из-за свойств своего материала.
Он представляет собой монослой углерода и поэтому проявляет минимальный фоновый шум. Другие носители криоЭМ-сетки, такие как тонкий слой хлопьев аморфного углерода или оксида графена, не могут быть применены в виде одного монослоя и вносят больший фоновый сигнал. Теперь, когда мы создали надежный протокол для применения графена в криоЭМ-сетках, мы хотели бы продолжить функционализацию сеток с графеновым покрытием с аффинными ручками для захвата непосредственно из клеточных лизатов.
Это могло бы устранить еще одно узкое место в подготовке криоЭМ-образцов.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Обзор
В этой статье представлен протокол покрытия сеток для криогенной электронной микроскопии (криоЭМ) монослоем графена. Использование графена увеличивает плотность частиц, минимизирует взаимодействия с воздушно-водным интерфейсом и улучшает распределение ориентации частиц.
Ключевые компоненты исследования
Область науки
- Криогенная электронная микроскопия
- Науки о материалах
- Техники подготовки образцов
Предыстория
- Локализация частиц на воздушно-водном интерфейсе является обычной проблемой в криоЭМ.
- Предпочтительные ориентации могут привести к денатурации частиц.
- Подложки из графена могут помочь частицам оставаться на поверхности сетки.
- Исторически, изготовление сеток, покрытых графеном, было сложным и дорогостоящим процессом.
Цель исследования
- Предоставить надежный протокол для нанесения монослоя графена на сетки криоЭМ.
- Снижение барьеров для исследователей в использовании сеток, покрытых графеном.
- Усиление преимуществ структурного определения в криоЭМ.
Использованные методы
- Разработка протокола покрытия графеном.
- Оценка плотности и ориентации частиц.
- Сравнение сеток, покрытых графеном, с традиционными сетками.
- Оценка воспроизводимости в изготовлении сеток.
Основные результаты
- Сетки, покрытые графеном, значительно улучшают локализацию частиц.
- Повышенная плотность частиц позволяет лучше определять структуру.
- Надежный протокол облегчает внутрилабораторное изготовление сеток с графеном.
- Снижение затрат и улучшение доступности для исследователей.
Выводы
- Использование графена в сетках криоЭМ позволяет решить ключевые задачи в подготовке образцов.
- Этот протокол способствует более широкому использованию сеток, покрытых графеном, в исследованиях.
- Уникальные свойства графена улучшают возможности криоЭМ.
Часто задаваемые вопросы
Chapters in this video
0:00
Introduction
1:35
Preparing MMA‐Coated CVD Graphene for Fabrication of Graphene‐Coated CryoEM Grids
3:27
Preparing Grid‐Sized MMA‐Coated CVD Graphene Squares for Attaching to CryoEM Grids
5:14
Fabricating Graphene‐Coated Cryo‐EM Grids Using Grid‐Sized MMA‐Coated CVD Graphene Squares
