Montag, 19 Februar 2024

cryoWrite setzt für höchste Zuverlässigkeit der Probenvorbereitung zur Kryo-EM auf TEC Controller von Meerstetter Engineering

von Patrick Frederix, cryoWrite

Die Struktur von Proteinen ist von grundlegendem Interesse für das Verständnis ihrer Funktion und spielt eine wichtige Rolle bei der Entwicklung von Arzneimitteln. Eine der Techniken zur Bestimmung der Proteinstruktur ist die kryogene Elektronenmikroskopie (Kryo-EM). Hardware- und Softwareentwicklungen in den letzten zehn Jahren haben die Kryo-EM zur Methode der Wahl für die Bestimmung der Proteinstruktur gemacht. CryoWrite bietet ein automatisiertes Tool zur Probenvorbereitung, das einen der Engpässe in der (Kryo-) Elektronenmikroskopie behebt.

Bei der Kryo-EM werden die Proteine auf dünne Kupfergitter aufgebracht, die dann schnell eingefroren werden. Dieses Einfrieren, auch vitrifizieren genannt, muss sehr schnell erfolgen, um die Bildung von Eiskristallen zu verhindern. Dies wird erreicht, indem man mit sehr dünnen Probenschichten (<1µm) arbeitet und die Gitter in flüssiges Ethan eintaucht. Um ein schnelles Verdampfen des dünnen Films zu verhindern, verwendet cryoWrite ein Cold-Writing Protokoll, bei dem die Temperatur des Gitters, der Flüssigkeit und der Handhabungspinzette präzise auf eine definierte Temperatur nahe dem Wassertaupunkt geregelt wird. Zum schnellen Einfrieren wird flüssiges Ethan in einem kleinen Behälter mit flüssigem Stickstoff aufbewahrt, der eine Temperatur von -196°C hat, aber kontrolliert bis knapp über seinen Schmelzpunkt von -183°C erhitzt werden muss.

Für die genaue Temperaturregelung beim Cold-Writing und dem anschliessenden Einfrieren setzt cryoWrite auf TEC Controller von Meerstetter Engineering. Die Genauigkeit, Flexibilität und Integrationsfähigkeit der TEC Controller von Meerstetter sind in der Praxis überlegen. Sie arbeiten sowohl mit Peltier-Elemente zum Kühlen auf den Taupunkt, als auch mit Heizwiderständen für das Ethanbad. Bei der Temperaturregelung des Ethanbades sind zusätzliche Sicherheitsfeatures wie die Run-Away Detection ein wesentliches Sicherheitsmerkmal unseres Systems, um das Verdampfen des brennbaren Ethans zu verhindern. Die Temperaturregelung, die Meerstetter in unserem cryoWriter bietet, spielt daher eine entscheidende Rolle für die Proteinstrukturbestimmung unserer Kunden und die Sicherheit in ihren Labors.