TMC設(shè)備在觀察首個(gè)新冠病毒結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

2020年2月19日，德州大學(xué)奧斯汀分校和美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院的研究人員宣布，他們已經(jīng)獲取了2019冠狀病毒中附著并感染人類細(xì)胞部分的第一個(gè)三維分子結(jié)構(gòu)。這是開發(fā)疫苗和其他應(yīng)對(duì)措施的一個(gè)重要里程碑。

為了建立原子尺度的三維模型，研究人員使用了兩臺(tái)Thermo Fisher Scientific低溫發(fā)射電子顯微鏡(Cryo-TEMs)—一臺(tái)Krios和一臺(tái)Talos—配備了Gatan K3™單電子計(jì)數(shù)直接檢測(cè)相機(jī)。

放置低溫電子設(shè)備的紹爾結(jié)構(gòu)生物實(shí)驗(yàn)室是福克納納米科學(xué)與技術(shù)大樓的一部分，位于德州大學(xué)奧斯汀分校的中心地帶，距離I-35高速公路大約一英里；附近交通繁忙是造成地面過度振動(dòng)的常見原因�？梢灶A(yù)見的是，在計(jì)劃階段的早期的調(diào)查確定，在非常低頻率下的振動(dòng)超過了一臺(tái)顯微鏡的要求。

此外，交流磁場(chǎng)水平高于儀器規(guī)格，這是多用途設(shè)施常見的問題。附近的電梯活動(dòng)偶爾會(huì)導(dǎo)致準(zhǔn)直流領(lǐng)域的變化，再次超出了TEMs和Gatan K3相機(jī)的制造商規(guī)格。

為了糾正這些環(huán)境干擾，TMC在每個(gè)TEM下的Talos和Mag-NetX主動(dòng)消磁系統(tǒng)下的地面上安裝了STACIS Quiet Island主動(dòng)地面消振系統(tǒng)。

圖1：典型的Krios TEM安裝在STACIS Quiet Island

房間的地面被設(shè)計(jì)成與Quiet Island的概念相兼容，允許在不高于地面的情況下安裝TEM。如圖2所示，STACIS Quiet Island采用獨(dú)特的壓電消振技術(shù)，將D級(jí)以上的地板振動(dòng)抑制到F級(jí)以下。

TMC對(duì)低溫電子系統(tǒng)的詳細(xì)熟悉度使Mag-NetX系統(tǒng)的亥姆霍茲線圈集成到TEMs的外殼中，有效地利用了房間中寶貴的空間。Enclosure-mounted活躍領(lǐng)域消振系統(tǒng)提供大約100倍抑制磁場(chǎng)傳感器（見圖4）。Mag-NetX控制器和GUI也可以用來持續(xù)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域（減毒字段，或在“開環(huán)”），并提供數(shù)據(jù)的磁場(chǎng)強(qiáng)度隨時(shí)間（見圖3），或繪制頻率。

圖3：TMC的Mag-NetX系統(tǒng)可用于連續(xù)監(jiān)視字段。這允許用戶監(jiān)視全天環(huán)境中的變化。這是一個(gè)記錄的例子，在系統(tǒng)通電之前，在不同的城市進(jìn)行了9.5個(gè)小時(shí)的錄音
 

圖4：傳感器位置磁場(chǎng)抑制的實(shí)際測(cè)量值（通常靠近顯微鏡臺(tái)）

德州大學(xué)奧斯汀分校紹爾結(jié)構(gòu)生物實(shí)驗(yàn)室經(jīng)理Aguang Dai博士說道：
“由于樓下有泵和發(fā)射器，我們工廠的初步現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查沒有通過。所以我們從TMC購(gòu)買了STACIS和Mag-NetX來 xiao,除 振動(dòng)和電磁干擾問題。安裝了這兩個(gè)設(shè)備后，顯微鏡工作得很好，而且由于 xiao,除 了振動(dòng)和額外的電磁干擾，非常穩(wěn)定”。

TMC的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)滿足高性能顯微鏡和相機(jī)在具有挑戰(zhàn)性的環(huán)境中的需求，讓先進(jìn)解決方案得以使用。TMC的模塊化設(shè)計(jì)方法允許我們?cè)诙ㄖ频墓こ探鉀Q方案中結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)組件和設(shè)計(jì)概念，以適應(yīng)Cryo-TEMs的 du,特 幾何形狀。

關(guān)于STACIS
STACIS是TMC開發(fā)的主動(dòng)地面消振技術(shù)，是許多TMC解決方案的核心。采用先進(jìn)的慣性振動(dòng)傳感器、復(fù)雜的控制算法和先進(jìn)的壓電致動(dòng)器，STACIS消振的實(shí)時(shí)連續(xù)測(cè)量地面活動(dòng)，然后膨脹和收縮壓電致動(dòng)器過濾掉地面運(yùn)動(dòng)與活躍的“軟”空氣系統(tǒng)不同，STACIS可以放置在一個(gè)工具與內(nèi)部主動(dòng)空氣隔離系統(tǒng)兩個(gè)系統(tǒng)全面優(yōu)化。du,特 的串行設(shè)計(jì)和專利的高功率壓電技術(shù)，在0.6 Hz到150 Hz之間形成了一個(gè)寬廣的有源帶寬，真正的主動(dòng)隔振，從2 Hz開始減少90%的振動(dòng)。

關(guān)于Mag-NetX
Mag-NetX是一種用于磁場(chǎng)波動(dòng)補(bǔ)償?shù)闹鲃?dòng)控制系統(tǒng)，專門設(shè)計(jì)了一種聲帶電荷的電子束儀器，如電子顯微鏡等。可在一個(gè)籠子或房間壁掛式配置，它積極監(jiān)測(cè)和 xiao,除 實(shí)時(shí)磁場(chǎng)，為100倍的典型 gai,善 磁波動(dòng)。