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Preparação de amostras de crio-EM assistida por ultrassom
Com tecnologia SECO para alinhamento preferencial
A microscopia crioeletrônica (cryo-EM) tornou-se uma ferramenta indispensável na biologia estrutural, pois permite que os pesquisadores visualizem proteínas e outras macromoléculas com resolução quase atômica. No entanto, um dos maiores desafios na preparação de amostras para crio-EM é a orientação preferencial das partículas. Quando as proteínas se adsorvem na interface ar-água durante a vitrificação, elas geralmente se depositam em orientações específicas, limitando a variedade de visualizações e dificultando a reconstrução de modelos 3D precisos.
Um estudo recente da EPFL (Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne) apresenta uma solução nova e elegante: excitação ultrassônica contínua durante a vitrificação. Essa abordagem utiliza vibrações mecânicas para interromper a interação entre as proteínas e a interface, permitindo que as partículas adotem uma variedade maior de orientações antes do congelamento.
bioRxiv 2025, cortesia de: Michal Haubner, “Superando a orientação preferencial em crio-EM com excitação ultrassônica durante a vitrificação”
bioRxiv 2025, cortesia de: Michal Haubner, “Superando a orientação preferencial em crio-EM com excitação ultrassônica durante a vitrificação”
Nosso transdutor ultrassônico SC049 para suporte
No centro desse método está o transdutor ultrassônico SECO SC049, que opera a uma frequência de 490 kHz e emite vibrações controladas para o suporte da amostra durante a vitrificação. Essas vibrações são transmitidas através da grade que contém a amostra e induzem movimentos sutis na fina película líquida que envolve as proteínas.
Esses micromovimentos geram forças de cisalhamento suaves que “desprendem” as proteínas da interface ar-água. Em vez de se fixarem em sua orientação preferida, as partículas permanecem em movimento até serem rapidamente congeladas por um jato de etano líquido. Esse processo as prende em uma distribuição bastante aleatória e sem equilíbrio, o que melhora significativamente a qualidade dos dados de crio-EM.
A importância dessa tecnologia para a ciência
Ao contrário dos métodos químicos, que exigem surfactantes ou filmes transportadores modificados, a excitação ultrassônica é puramente física e não invasiva. Ela não altera a composição da amostra e pode ser facilmente integrada aos fluxos de trabalho de vitrificação existentes. A técnica é compatível com os sistemas de vitrificação a jato e de congelamento por imersão, tornando-a acessível a uma ampla gama de laboratórios.
bioRxiv 2025, cortesia de: Michal Haubner, “Superando a orientação preferencial em crio-EM com excitação ultrassônica durante a vitrificação”
O alinhamento preferencial tem sido há muito tempo um gargalo na crio-EM, especialmente para proteínas pequenas ou simétricas. Ao resolver esse problema com um princípio físico simples, a excitação ultrassônica abre novas possibilidades para imagens de alta resolução e análises estruturais mais confiáveis.
Esse avanço demonstra como a tecnologia de ultrassom da SECO possibilita pesquisas de ponta em biologia estrutural. Ao superar uma das principais limitações da crio-EM, o transdutor SC049 desempenha um papel fundamental no avanço da geração de imagens de alta resolução de biomoléculas complexas.
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Nosso gerente de produtos Stefan Schneider terá prazer em orientá-lo sobre o nosso menor transdutor ultrassônico SC049. Com um tamanho de apenas 6 x 5 milímetros, ele é perfeito para inúmeras aplicações industriais, mas também para desafios complexos em laboratórios e na ciência.
Mediante solicitação, podemos personalizar o SC049 de acordo com a sua tarefa de medição individual e modificar a caixa, o contato ou o equipamento adicional, por exemplo.
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Stefan Schneider
Responsável pelo produto
