共抗疫情 | TMC设备助力观察新冠病毒结构

感谢德州大学奥斯汀分校Jason McLellan提供图片

这是2019冠状病毒刺突蛋白的三维原子尺度结构图，或称分子结构图。这种蛋白质有两种不同的形态，一种是在感染宿主细胞之前形成的，另一种是在感染过程中形成的。这种结构代表了在感染细胞之前的蛋白质，称为融合前构象。

2020年2月19日，德州大学奥斯汀分校和美国国立卫生研究院的研究人员宣布，他们已经获取了2019冠状病毒中附着并感染人类细胞部分的**个三维分子结构。这是开发疫苗和其他应对措施的一个重要里程碑。

为了建立原子尺度的三维模型，研究人员使用了两台Thermo Fisher Scientific低温发射电子显微镜(Cryo-TEMs)—一台Krios和一台Talos—配备了Gatan K3™单电子计数直接检测相机。

放置低温电子设备的绍尔结构生物实验室是福克纳纳米科学与技术大楼的一部分，位于德州大学奥斯汀分校的ZX地带，距离I-35高速公路大约一英里；附近交通繁忙是造成地面过度振动的常见原因。可以预见的是，在计划阶段的早期的调查确定，在非常低频率下的振动超过了一台显微镜的要求。

此外，交流磁场水平高于仪器规格，这是多用途设施常见的问题。附近的电梯活动偶尔会导致准直流领域的变化，再次超出了TEMs和Gatan K3相机的制造商规格。

为了纠正这些环境干扰，TMC在每个TEM下的Talos和Mag-NetX主动消磁系统下的地面上安装了STACIS Quiet Island主动地面消振系统。

图1：典型的Krios TEM安装在STACIS Quiet Island

房间的地面被设计成与Quiet Island的概念相兼容，允许在不高于地面的情况下安装TEM。如图2所示，STACIS Quiet Island采用独特的压电消振技术，将D级以上的地板振动YZ到F级以下。

图2：Talos下面实际的房间地面振动测量

TMC对低温电子系统的详细熟悉度使Mag-NetX系统的亥姆霍兹线圈集成到TEMs的外壳中，有效地利用了房间中宝贵的空间。Enclosure-mounted活跃领域消振系统提供大约100倍YZ磁场传感器（见图4）。Mag-NetX控制器和GUI也可以用来持续监测领域（减毒字段，或在“开环”），并提供数据的磁场强度随时间（见图3），或绘制频率。

图3：TMC的Mag-NetX系统可用于连续监视字段。这允许用户监视全天环境中的变化。这是一个记录的例子，在系统通电之前，在不同的城市进行了9.5个小时的录音

图4：传感器位置磁场YZ的实际测量值（通常靠近显微镜台）

德州大学奥斯汀分校绍尔结构生物实验室经理Aguang Dai博士说道：

“由于楼下有泵和发射器，我们工厂的初步现场调查没有通过。所以我们从TMC购买了STACIS和Mag-NetX来消除振动和电磁干扰问题。安装了这两个设备后，显微镜工作得很好，而且由于消除了振动和额外的电磁干扰，非常稳定”。

TMC的技术和经验满足高性能显微镜和相机在具有挑战性的环境中的需求，让先进解决方案得以使用。TMC的模块化设计方法允许我们在定制的工程解决方案中结合标准组件和设计概念，以适应Cryo-TEMs的独特几何形状。

关于STACIS

STACIS是TMC开发的主动地面消振技术，是许多TMC解决方案的核心。采用先进的惯性振动传感器、复杂的控制算法和先进的压电致动器，STACIS消振的实时连续测量地面活动，然后膨胀和收缩压电致动器过滤掉地面运动与活跃的“软”空气系统不同，STACIS可以放置在一个工具与内部主动空气隔离系统两个系统全面优化。独特的串行设计和ZL的高功率压电技术，在0.6 Hz到150 Hz之间形成了一个宽广的有源带宽，真正的主动隔振，从2 Hz开始减少90%的振动。

关于Mag-NetX

Mag-NetX是一种用于磁场波动补偿的主动控制系统，专门设计了一种声带电荷的电子束仪器，如电子显微镜等。可在一个笼子或房间壁挂式配置，它积极监测和消除实时磁场，为100倍的典型改善磁波动。

关于TMC

TMC为纳米技术设计和制造先进的建筑地面隔振系统。TMC隔离器支持超精密测量、仪器和制造。我们继续领xian于行业先进的主动、惯性振动消除系统，具有压电驱动器和数字控制器。我们的无源产品范围从简单的、桌面隔离显微镜底座，到几乎任何尺寸的光学表系统。

TMC产品让光子学、半导体制造、生命科学、药物发现和纳米技术等领域的超精密研究、测量和制造成为可能。我们的产品是在先进的、垂直一体化的制造设施中设计和制造的，并以提供优质服务的客户承诺为后盾。

TMC是阿美特克超精密测量部门成员，阿美特克是电子仪器和机电设备的，年销售额约为50亿美金。为材料分析、超精密测量、过程分析、测试测量与通讯、电力系统与仪器、仪表与专用控制、精密运动控制、电子元器件与封装、特种金属产品等领域提供技术解决方案。共有18,000多名员工，150多家工厂，在美国及其它30多个国家设立了100多个销售及服务ZX。

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