聚焦离子束法制备冷冻含水切片的样品夹持工具和转移盒子制造技术

一套用于聚焦离子束法制备生物冷冻含水切片样品的样品夹具及转移盒子：包括样品夹持装置和转移装置。本发明专利技术专利的创新之处在于可以有效减少生物冷冻含水样品在切片制备及传输过程中的冰污染，并且制备出的样品切片的切割厚度小于300nm，该装置制备出的样品可以适用于直接安装载网的普通电镜和对载网有特殊的透射电镜成像。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一套用于聚焦离子束法制备生物冷冻含水切片样品的样品夹具及转移盒子：包括样品夹持装置和转移装置。本专利技术专利的创新之处在于可以有效减少生物冷冻含水样品在切片制备及传输过程中的冰污染，并且制备出的样品切片的切割厚度小于300nm，该装置制备出的样品可以适用于直接安装载网的普通电镜和对载网有特殊的透射电镜成像。【专利说明】聚焦离子束法制备冷冻含水切片的样品夹持工具和转移盒子
本专利技术涉及冷冻电镜电子断层成像技术样品制备和原位透射电镜样品制备领域。
技术介绍
低温电子断层成像三维重构(cryo-ET)技术是发展结构生物学和细胞生物学研究的重要技术。该技术可以得到更真实和接近天然的细胞内部高分辨率三维结构以及蛋白质大分子定位及相互作用的信息，是蛋白质组学研究的重要的辅助手段。通常使用的样品制备方法一冷冻切片技术，存在诸多问题，如切片和收集过程中样品的压缩、振颤、皱缩、断裂以及载网附着能力差等，这些缺陷严重影响了该研究领域的发展。近年来一种新的冷冻含水切片样品的制备方法-聚焦离子束法(focused 1n beam-FIB)制备冷冻含水切片，是采用Ga离子与材料的原子碰撞发生溅射作用，以达到对样品剪薄的作用，主要使用的设备是双束扫描电镜(装有电子枪和离子枪并呈大约52°的夹角)和冷冻制备系统。在2006年最早由美国的M.Marko的研究组证明这种方法可行性,在2010年德国的W.Baumeister课题组和2012年美国的P.Zhang课题组对这些技术进一步发展和应用。冷冻含水切片样品制备过程中，样品夹持工具和传输工具是保证该技术顺利进行，以及得到平整、厚度合适和低污染冷冻切片样品的必须实验设备。以上课题组的研究中使用的夹持和传输装置都是根据本课题组特殊的透射电镜自行研制的，载网容易损坏，不具有广泛应用性质。现在市场上没有相关的广品。
技术实现思路
本专利设计出一套使用方便、通用性强的样品夹持工具和转移盒子，可以直接夹持普通的透射电镜载网(铜网或钥网)或特殊的透射电镜载网(如FEI公司的Titan Krois透射电镜特制的载网c-ring+c-clip)，并且对制备出的切片样品进行方便的转移和储存。 本专利技术的一个方面提供一种设备，所述设备包括样品夹持工具和样品转移盒子。 样品夹持工具由高导热纯铜(紫铜)制成，其包括顶盖、工具主体、圆柱底座、载网支撑凹槽和弹簧压片。 顶盖可以自由开关，并且可以完全覆盖样品夹持工具顶部(包括载网支撑凹槽和弹黃压片)。 圆柱底座位于夹持工具底部，其直径大小可以调节，可以与不同型号的冷冻传输设备的穿梭工具(shuttle)相连。 载网支撑凹槽的尺寸也可以根据所加载的载网的大小和形状不同而变化。 凹槽预倾38°的夹角，目的是与双束扫描电镜中聚焦离子束(FIB)相平行，方便微加工操作。 样品转移盒子，外部由绝缘材料聚苯乙烯构成，内部由不锈钢制成，包括电镜载网存储装置放置槽、镂空平台、样品夹持工具放置槽、样品转移盒子支架和转移盒子外壳。 样品转移盒子具有一个或多个电镜载网存储装置放置槽，其用于放置电镜载网存储装置。在一个实施方案中，转移盒子具有三个电镜载网存储装置放置槽，可以放置三个电镜载网存储装置，所述电镜载网存储装置可以放置4个载网，因此在转移盒子内一共可以装置3X4 = 12个载网样品，液氮环境下方便实验中载网存储装置的开关操作。 样品夹持工具放置槽用于固定所述样品夹持工具，其使得整个装置能更加稳定地装卸载网。 镂空平台和支架可以使部分液氮流入样品盒底部，使整个装置长时间保持在低温环境下，并且使整套装置稳固，方便实验的进行。 本专利有如下创新点: 1.保持低温 本专利采用紫铜金属块作为样品夹持工具的材料，通过热传导作用可以将加工过程中产生的热量及时传导出去，使冷冻样品的载网持续保持在液氮温度。 2.减少样品的污染 本专利技术的样品夹持工具上带有开关紧密的防污染盖子，只有在切割过程中打开，可以保证在传输和转移过程中减少样品与外界的接触，防止冰晶污染。 3.方便的转移盒子 本专利技术研发一套低温样品的夹持，在传输工具中可以方便的在液氮环境中将载网夹载在样品夹持工具中，以及将制备好的冷冻含水切片样品从夹持工具中取出并储存好。 使用本专利设计的样品夹具和传输工具，可以有效简化实用操作，同时也可以明显的减少冷冻含水切片在制备和传输过程中的冰污染，从而获得到更大面积的切片可观察区域，实验操作简单，应用广泛。 更具体地，本专利技术提供以下各项: 1.用于转移和储存电镜载网的设备，所述设备包括样品夹持工具和样品转移盒子，其中 所述样品夹持工具包括:顶盖(I)，所述顶盖可自由开关以方便载网存取，并且当闭合时使载网免受污染和破坏；工具主体(2);圆柱底座(3)，所述圆柱底座位于所述夹持工具的底部，所述工具主体的下方，所述圆柱底座的直径与将与其相连的不同型号的冷冻传输设备的穿梭工具相符；载网支撑凹槽(4)，所述载网支撑凹槽用于支撑载网，其尺寸与所要加载的载网的尺寸相符；和弹簧压片(5)，当载网被加载在所述载网支撑凹槽上时，所述弹簧压片夹持住所述载网的侧边缘，使其在传输过程中保持稳定，并且所述顶盖在闭合时可覆盖所述载网支撑凹槽和所述弹簧压片，并且 所述样品转移盒子包括:一个或多个电镜载网存储装置放置槽出)，所述一个或多个电镜载网存储装置放置槽用于放置电镜载网存储装置；镂空平台(7)，所述镂空平台用于承载所述一个或多个电镜载网存储装置放置槽以及用于固定所述样品夹持工具的样品夹持工具放置槽(8)，并且液氮可通过所述镂空平台的镂空处从而没过加载在所述一个或多个电镜载网存储装置放置槽上的电镜载网存储装置和加载在所述样品夹持工具放置槽上的样品夹持工具；样品转移盒子支架(9)，所述样品转移盒子支架位于所述镂空平台的下方用以支撑所述镂空平台以保持所述样品转移盒子稳定；和转移盒子外壳(10)，所述转移盒子外壳包围所述镂空平台和所述样品转移盒子支架，并且所述镂空平台、所述样品转移盒子支架和所述转移盒子外壳一起提供用于容纳液氮的空间以使透过所述镂空平台的液氮将加载在所述一个或多个电镜载网存储装置放置槽上的电镜载网存储装置和加载在所述样品夹持工具放置槽上的样品夹持工具保持在低温。 2.根据I所述的设备，其中所述样品夹持工具由高导热材料加工而成，以便在实验过程中产生的热量可以快速的导通，保持样品的处于低温状态。 3.根据2所述的设备，其中所述高导热材料是紫铜。 4.根据I所述的设备，其中在所述样品转移盒子中，所述转移盒子外壳(10)由聚苯乙烯制成，所述样品转移盒子的其余部分由不锈钢制成。 5.根据I所述的设备，其中所述载网支撑凹槽的倾斜角度保持38°以与双束扫描电镜中聚焦离子束(FIB)平行。 6.根据I所述的设备，其中所述样品转移盒子具有3个电镜载网存储装置放置槽。 7.根据I所述的设备，其中所述样品夹持工具放置槽固定所述样品夹持工具以使被固定的所述样品夹持工具能够进行360°倾转，以方便所述样品夹持工具和载网的装卸。 8.根据I所述的设备，其中所述一个或多个电镜载网存储装置放置槽所处的平面高于所述样品夹持工具放置槽所处的平面。 【本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于转移和储存电镜载网的设备，所述设备包括样品夹持工具和样品转移盒子，其中所述样品夹持工具包括：顶盖(1)，所述顶盖可自由开关以方便载网存取，并且当闭合时使载网免受污染和破坏；工具主体(2)；圆柱底座(3)，所述圆柱底座位于所述夹持工具的底部，所述工具主体的下方，所述圆柱底座的直径与将与其相连的不同型号的冷冻传输设备的穿梭工具相符；载网支撑凹槽(4)，所述载网支撑凹槽用于支撑载网，其尺寸与所要加载的载网的尺寸相符；和弹簧压片(5)，当载网被加载在所述载网支撑凹槽上时，所述弹簧压片夹持住所述载网的侧边缘，使其在传输过程中保持稳定，并且所述顶盖在闭合时可覆盖所述载网支撑凹槽和所述弹簧压片，并且所述样品转移盒子包括：一个或多个电镜载网存储装置放置槽(6)，所述一个或多个电镜载网存储装置放置槽用于放置电镜载网存储装置；镂空平台(7)，所述镂空平台用于承载所述一个或多个电镜载网存储装置放置槽以及用于固定所述样品夹持工具的样品夹持工具放置槽(8)，并且液氮可通过所述镂空平台的镂空处从而没过加载在所述一个或多个电镜载网存储装置放置槽上的电镜载网存储装置和加载在所述样品夹持工具放置槽上的样品夹持工具；样品转移盒子支架(9)，所述样品转移盒子支架位于所述镂空平台的下方用以支撑所述镂空平台以保持所述样品转移盒子稳定；和转移盒子外壳(10)，所述转移盒子外壳包围所述镂空平台和所述样品转移盒子支架，并且所述镂空平台、所述样品转移盒子支架和所述转移盒子外壳一起提供用于容纳液氮的空间以使透过所述镂空平台的液氮将加载在所述一个或多个电镜载网存储装置放置槽上的电镜载网存储装置和加载在所述样品夹持工具放置槽上的样品夹持工具保持在低温。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张建国，季刚，徐伟，孙飞，
申请(专利权)人：中国科学院生物物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11