La tecnología de proceso de operación del generador automático de nitrógeno líquido de microscopía crioelectrónica (crio - em) se utiliza principalmente para el enfriamiento rápido de las muestras, lo que permite que las muestras mantengan su estructura original a temperaturas extremadamente bajas y eviten daños como la cristalización de hielo de agua durante la preparación de las muestras. Los siguientes son los procesos operativos típicos y los pasos técnicos del dispositivo:
1. preparación del equipo
Comprobar el Estado del equipo: garantizar el funcionamiento normal de la microscopía electrónica de congelación y el dispositivo generador de nitrógeno líquido, incluido el sistema de almacenamiento de nitrógeno líquido, el sistema de suministro de gas y el sistema de control de temperatura.
Comprobar la cantidad de nitrógeno líquido: confirmar que el nitrógeno líquido en el tanque de nitrógeno líquido es suficiente y no hay fugas. En general, es necesario garantizar que el nitrógeno líquido sea suficiente para garantizar el efecto de enfriamiento durante toda la operación.
2. preparación de muestras
Fijación de la muestra: colocar la muestra a observar en una cuadrícula para microscopía crioelectrónica. Las muestras pueden ser muestras biológicas de complejos proteicos, virus, células, etc., u otros materiales que requieren congelación.
Recubrimiento de la muestra: recubrimiento uniforme de una fina película de muestra en la cuadrícula para garantizar que la muestra se pueda extender uniformemente y evitar que las muestras demasiado gruesas provoquen opacidad o atenuación de la señal.
3. arranque del generador de nitrógeno líquido
Gasificación automática de nitrógeno líquido: el dispositivo generador de nitrógeno líquido convierte el nitrógeno líquido de líquido a gas a través de un gaseador para el sistema de refrigeración. El nitrógeno líquido gaseoso proporciona temperaturas bajas continuas a las muestras a través de tuberías o mangas de enfriamiento.
Se activa el sistema de refrigeración: se activa el sistema de refrigeración para garantizar que las muestras alcancen rápidamente las bajas temperaturas. El proceso suele fijar una temperatura objetivo (por ejemplo - 196 ° c) y un tiempo de enfriamiento (por ejemplo, entre segundos y minutos).
Monitoreo del tiempo de enfriamiento: los generadores de nitrógeno líquido generalmente están equipados con sensores de temperatura y sistemas de control automático para monitorear el enfriamiento de las muestras en tiempo real. Un tiempo de enfriamiento demasiado largo puede afectar la calidad de la muestra, y un tiempo de enfriamiento demasiado corto puede hacer que la muestra no se enfríe completamente.
4. enfriamiento de la muestra
Enfriamiento rápido: a través de un sistema totalmente automático, el dispositivo generador de nitrógeno líquido garantiza que la muestra se enfríe rápidamente después de entrar en contacto con nitrógeno líquido. Este proceso garantiza que la humedad de la muestra se convierta rápidamente en hielo amorfo, evitando la cristalización y manteniendo así la estructura original de la muestra.
Control de temperatura y protección: los generadores de nitrógeno líquido generalmente están equipados con un sistema de control de temperatura para ajustar automáticamente el flujo y la temperatura del gas para garantizar la uniformidad de la muestra durante el enfriamiento.
5. almacenamiento y transferencia de muestras
Almacenamiento de muestras congeladas: una vez que la muestra se enfría, se puede transferir rápidamente al tanque de nitrógeno líquido para su almacenamiento a largo plazo. Las muestras congeladas pueden mantenerse estables en nitrógeno líquido, evitando cambios estructurales o degradación.
Las muestras se transfieren al microscopio crioelectrónico: las muestras congeladas deben transferirse al Banco de muestras del microscopio crioelectrónico a temperaturas extremadamente bajas. Los generadores automáticos de nitrógeno líquido generalmente están equipados con un sistema de transferencia rápida para garantizar que las muestras no se descongelen durante el proceso de transferencia.
6. monitoreo y automatización
Monitoreo automatizado: los modernos generadores automáticos de nitrógeno líquido de microscopía crioelectrónica generalmente están equipados con sistemas de monitoreo en tiempo real, que pueden registrar los datos de cada paso de operación (como temperatura, tiempo, flujo, etc.) y pueden generar informes automáticamente. Estos datos ayudan a los investigadores a comprender los detalles del proceso de preparación de la muestra.
Sistema de alarma: el equipo suele estar equipado con un sistema de alarma. si el suministro de nitrógeno líquido se interrumpe y la temperatura no cumple con los estándares, el sistema llamará automáticamente a la policía para garantizar la seguridad de la operación.
7. cierre de la operación
Operación terminada: una vez completado el proceso de enfriamiento, el equipo apagará automáticamente el suministro de nitrógeno líquido, conservará la configuración de temperatura y flujo de gas y garantizará la comodidad en el próximo uso.
Extracción de la muestra: después de asegurarse de que la muestra se enfría y se estabiliza, se puede extraer del sistema operativo de microscopía crioelectrónica para su posterior observación o análisis.
Tecnologías clave
Tecnología de control automatizado: se logra un control preciso del proceso de enfriamiento, incluido el uso de nitrógeno líquido, el ajuste de temperatura y el control de tiempo.
Monitoreo de temperatura en tiempo real: a través de sensores y sistemas de control, se garantiza que las muestras mantengan un ambiente adecuado de baja temperatura durante todo el proceso para evitar el deterioro de las muestras.
Sistema de protección de seguridad: los generadores automáticos de nitrógeno líquido suelen tener funciones de protección de presión, flujo y temperatura para evitar fallas en el equipo y problemas de Seguridad en el funcionamiento.
Este proceso de operación puede garantizar efectivamente la estabilidad y precisión de las muestras en los experimentos de microscopía electrónica congelada, reduciendo al mismo tiempo el riesgo de errores de operación manual.