尽管核磁共振具有极其广泛的用途,但其固有的挑战是不敏感。提高灵敏度的一种策略是对射频线圈和前置放大器电子元件进行低温冷却,而不需要对样品进行修改。射频线圈、网络和前置放大器产生的热噪声水平降低,导致信噪比提高约3,同时保持样品的原始成分和自然线宽。本进度报告显示了我们第一台600 MHz 3.2 mm HCN三重共振CPMAS冷冻探针原型获得的结果。
该探头设计用于标准孔磁铁,并与久经考验的低温平台兼容。与传统探头相比,射频线圈和前置放大器电子器件的低温冷却产生的灵敏度增益超过3。该增益是在样品保持在室温的情况下实现的。
探头通过3.2 mm转子和MAS3装置达到20 kHz的MAS速率。CPMAS CryoProbe可在冷态下降下,使用新的探针提升装置,方便安全地更换转子。自动调谐和匹配增加了探头的舒适和安全操作。
•摄氏度和摄氏度⁵N-优化三重共振核磁共振探针
•增强1³C和1³⁵N敏感性系数>3
•数据采集速度提高一个数量级,生产率显著提高
•同时照射摄氏度和摄氏度⁵强质子去耦下的N
•非常适合于低标记水平和自然丰度小分子的生物固体研究
•自动调谐、匹配和魔角调整以及提升辅助样品交换
•样品温度范围:-20摄氏度至+60摄氏度
•MAS频率高达20 kHz,配有专门设计的3.2 mm转子
•标准孔设计,与SB和WB磁铁兼容。
生物固体冷冻探针允许在生理温度下研究具有挑战性的生物系统,而不改变其样品组成。
这一特征在结构生物学中极为重要,因为周围蛋白质的完整性和温度通常对维持生物功能至关重要。
稀释样品,如天然环境中的标记蛋白质或大组装中的小分子,以及自然丰度或标记水平较低的样品,极大地受益于这种创新探针灵敏度的显著提高。
在药理学方面,该探针允许扩展NMR工具箱。2Dª³Cª³C相关性实验可常规用于天然丰度中活性药物成分的高级表征。其他应用领域包括药物多态性和药物传递系统
更快的数据采集
淀粉样纤维和朊病毒
约96.7毫克(铀-摄氏度,摄氏度)⁵N) HET-s(218-289)朊病毒域,由法国波尔多CNRS的A.Loquet教授提供。
由于灵敏度的提高,光谱记录速度快了一个数量级,而且只需一次扫描,就可以以惊人的信噪比和分辨率记录光谱。
更快的数据采集
淀粉样纤维和朊病毒
约96.7毫克(铀-摄氏度,摄氏度)⁵N) HET-s(218-289)朊病毒域,由法国波尔多CNRS A.Loquet教授提供。
由于灵敏度的提高,光谱记录速度快了一个数量级,而且只需一次扫描,就可以以惊人的信噪比和分辨率记录光谱。
这为多维实验的设置和获取节省了大量时间。
获得一维
淀粉样纤维和朊病毒
约96.7 mg(u-13C,15N)HET-s(218-289)朊病毒域,由法国波尔多CNRS A.Loquet教授提供。
利用BioSoldis CryoProbe提供的灵敏度,可以大幅减少扫描次数。因此,多维实验变得更快。然后,可以在通常需要运行2D实验的同时执行3D实验。此外,由于采集时间过长,通常不进行4D实验,因此可以进行4D实验,只需不到一周的实验时间。
探索低灵敏度样品
大型生物装配
约7.5毫克的铀-摄氏三度,摄氏三度⁵N-标记的Kif5b,一种349残基蛋白质,与微管复合。样品总量约80 mg,由美国特拉华州T.Pollenova教授提供。
由于灵敏度的提高,更具挑战性的样品,更复杂或更少的标记,成为研究者关注的焦点。
我们已经记录了3D NCACX,并且NCOCX实验已经记录在由约350个残基的标记蛋白质与未标记蛋白质的复合物构成的样品上(同位素标记材料的总量约为9%)。
这些实验分别持续了5天和6天,证明了在所有射频通道上多步同时辐照的情况下,探针在几天的累积过程中的稳定性。
自然环境中的生物样本
分枝杆菌的细菌细胞膜
约40毫克摄氏度,摄氏度⁵N-标记细胞壁,HEPES 50 mM pH 7.0,由法国格勒诺布尔大学J.P.Simorre教授提供。
由于灵敏度的提高,研究人员可以用固态核磁共振直接观察细胞。
该探测器是不稳定样本的游戏规则改变者,随着时间的推移,不稳定样本往往会快速退化。对于这类样品,能够在生产后不久收集所有数据至关重要。
天然丰富的天然产品
木材和纤维素
来自法国波尔多CNRS波尔多A.Loquet教授提供的波尔多葡萄酒三号木材。
木材和其他富含纤维素的样品通常呈现无定形和结晶材料的混合物,因此是大信号和窄信号的混合物。在ªDª³C实验中,区分不同的重叠光谱成分通常并不容易。有时,通过a²D CC相关实验提高分辨率是分必威手机客户端配光谱成分的唯一可行方法。随着生物固体冷冻探针灵敏度的提高,重新聚焦的探针成为常规工具。
天然丰富的天然产品
骨基质中的天然胶原
山羊股骨皮质骨(毛山羊,2-3岁)。N.Sinha,生物医学研究中心,印度。
了解胶原蛋白在健康和疾病状态下的结构和功能行为,是各种骨退行性疾病、组织工程和骨植入治疗发展的里程碑。胶原蛋白的自然丰度谱通常具有低灵敏度和有限的同位素浓度。
由于该探针的灵敏度增强,现在可以在自然同位素丰度中记录胶原蛋白的高分辨率2DªH-ª³C HETCOR实验。在短时间和长时间接触时记录的光谱,揭示了在真实的自然环境中,骨基质内胶原蛋白的短距离和长距离相互作用。有了这一探针,研究人员进一步了解了骨基质中胶原蛋白的结构稳定性和功能机制。
活性药物成分的原位表征
环糊精基金属有机骨架(CD-MOF)
装载约20%兰索拉唑的CDMOFs颗粒,由C.Martineau-Corcos教授、Cemmti UPR CNRS 3079、ILV UMR CNRS 8180和法国IUF提供。
药物递送基质通常是类似海绵的多孔材料。金属-有机骨架(CD-MOF)就是一个很好必威手机客户端的例子,因为它们是一种具有巨大空体积的材料。装入MOF的药物代表了稀释自旋系统的一种情况,在这种情况下,灵敏度的缺乏代表了活性成分原位表征的一个大问题。
值得注意的是,到目前为止,cryoprobe技术是唯一允许探测此类样品中低API含量状态的工具。其他方法,如快速MAS 1H NMR或DNP已被证明不适合或使用有限,因为在用于DNP样品制备的溶剂中,CD MOF缺乏分辨率和不稳定性。
由于探针的高灵敏度,API的高级表征可以在不使用同位素标记的情况下进行。自然丰度下维生素B12的CC双量子关联说明了这一点。再聚焦探头的灵敏度低是出了名的,在RT探头上需要一个多月的采集时间。
CPMAS CryoProbe是为结构生物学中基于CP的标准和高级实验而开发的。
新探头的高灵敏度与非均匀采样技术相结合,大大缩短了实验时间。对于灵敏度有限的样品,CPMAS CryoProbe可使数据采集速度提高10倍。
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1.NPM1展览结构的和动态异质性在上面阶段分离具有这个p14ARF肿瘤抑制器
Eric Gibbs、Barbara Perrone、Alia Hassan、Rainer Kümmele、Richard Kriwacki。
磁共振杂志,2020,310,10646
2.CPMAS提高了灵敏度低温探头用于挑战生物装配
Alia Hassan、Caitlin M.Quinn、Jochem Struppe、Ivan V.Sergeyev、Chunting Zhang、Changmiao Guo、Brent Runge、Theint、Hanh H.Dao、Christopher P.Jaroniec、Mélanie Berbon、Alons Lends、Birgit Habenstein、Antoine Loquet、Rainer Kuemmerle、Barbara Perrone、Angela Gronenborn、Tatyana Polenova。
磁共振杂志,2020,311,106680
3.兰索拉唑在环糊精金属-有机骨架中的高效结合与保护
薛丽、玛丽安娜·波奇诺、夏洛特·马蒂诺·科科斯、陶果、熊婷、朱伟芬、吉勒族长、克里斯蒂娜·佩乔、芭芭拉·佩龙、艾莉亚·哈桑、雷纳·库默、亚历山大·米歇尔、安·泽纳克·伦蒂安、张纪文·鲁珊德拉·格雷夫。
国际药剂学杂志,2020年,585119442
4.利用生物固体冷冻探针探测骨基质内天然胶原蛋白的短程和长程相互作用
Nidhi Tiwari、Sebastian Wegner、Alia Hassan、Navneet Dwivedi、RamaNand Rai和Neeraj Sinha。
在化学中的磁共振中被接受