布魯克公司推出世界首臺用于生物學(xué)結(jié)構(gòu)解析的1.1GHz高分辨率超導(dǎo)NMR磁體
加利福尼亞州阿西洛馬-2019年4月8日-在第60屆實(shí)驗(yàn)核磁共振會議上（ENC），Bruker公司宣布在超高場（UHF）高分辨率NMR波譜學(xué)中取得突破性進(jìn)展，該成果將應(yīng)用于結(jié)構(gòu)生物學(xué)和固有無序蛋白（IDPs）的研究。UHF NMR技術(shù)與X射線晶體學(xué)或低溫EM等其它結(jié)構(gòu)生物學(xué)分析方法互為補(bǔ)充，可以提供溶液和生理?xiàng)l件下的蛋白質(zhì)分子動力學(xué)、功能性折疊以及與藥物分子的結(jié)合等信息。
布魯克在2018年末成功地推出了世界上第一臺穩(wěn)定且均勻的標(biāo)準(zhǔn)腔 Ascend 1.1GHz NMR磁體。該磁體的開發(fā)旨在滿足科學(xué)家們在研究更大分子量的蛋白質(zhì)，功能無序性和大分子復(fù)合物過程中日益增加的靈敏度和更高分辨率的科學(xué)需求。最近幾個(gè)月，Bruker和一些重要的UHF合作者在Bruker瑞士的GHz級磁體工廠通過一系列高分辨率和固態(tài)NMR實(shí)驗(yàn)展示了這一前沿技術(shù)的強(qiáng)大功能和優(yōu)勢。
多年來，高分辨率NMR僅限于23.5特斯拉的磁場，相當(dāng)于1.0GHz的質(zhì)子（1H）共振頻率。這個(gè)限值是由金屬低溫超導(dǎo)體（LTS）的物理性質(zhì)決定的，第一臺Avance? 1000 NMR波譜儀是2009年在法國里昂的超高場磁共振中心實(shí)現(xiàn)的。
高溫超導(dǎo)磁體（HTS）最早發(fā)現(xiàn)于20世紀(jì)80年代，它為在低溫下獲得更高磁場打開了一扇大門，但YBCO HTS磁帶制造和超導(dǎo)磁體技術(shù)中的巨大的挑戰(zhàn)使得UHF進(jìn)一步發(fā)展直到最近都令人望而生畏。Bruker的新型高分辨率1.1GHz磁體的推出很好地證明了新的LTS-HTS混合磁體技術(shù)的可行性，在HTS材料制造，測試和磁帶連接以及UHF磁體穩(wěn)定，均勻性，淬火保護(hù)和動力控制領(lǐng)域都取得了巨大的進(jìn)步。
布魯克Biospin集團(tuán)總裁Falko Busse博士說：“這款破紀(jì)錄的25.9特斯拉NMR譜儀很好地展示了我們在LTS-HTS混合超導(dǎo)磁體領(lǐng)域以及UHF NMR探頭和譜儀開發(fā)領(lǐng)域的技術(shù)能力”?！癇ruker很自豪能夠再次為生命科學(xué)研究界提供一種全新頻率的NMR波譜儀，來推動生物化學(xué)，結(jié)構(gòu)生物學(xué)和材料學(xué)走在研究的前沿。這個(gè)1.1GHz的系統(tǒng)也是我們開發(fā)第一個(gè)1.2GHz NMR磁體過程中的關(guān)鍵一步。”
來自意大利佛羅倫薩大學(xué)磁共振中心和化學(xué)系的Lucia Banci和Claudio Luchinat教授是布魯克UHF項(xiàng)目的長期合作伙伴，有望完成世界上第一臺高分辨率1.2GHz波譜儀。在1.1GHz系統(tǒng)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)后，他們表示：“我們對關(guān)于UHF NMR的這一重要成就表示贊賞。我們用一個(gè)3毫米TCI超低溫探頭在這種場強(qiáng)下實(shí)現(xiàn)了1.1GHz，不能不說這一進(jìn)步十分驚人，這讓我們能夠在原子分辨率水平上更詳細(xì)地研究固有無序蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)。在1.1GHz譜儀上采集的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)很好地展示了超高場NMR實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)，我們期待著不久的將來能夠在1.2GHz譜儀上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?！?/span>
“我們對布魯克的UHF磁體技術(shù)印象深刻，這讓我們可以和111 kHz魔角旋轉(zhuǎn)（MAS）固態(tài)NMR探頭一起進(jìn)行測試。一位來自蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院（ETH Zürich）的1.2GHz潛在用戶Beat Meier教授這樣說道，“明顯提升的靈敏度將是生物和生物醫(yī)學(xué)研究中成功的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，例如針對蛋白質(zhì)復(fù)合物和阿爾茨海默-β纖維。”來自蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院（ETH）的Matthias Ernst教授繼續(xù)說道：“這種新儀器的靈敏度令人印象深刻，高速M(fèi)AS下質(zhì)子檢測的新應(yīng)用將成為可能。此類新型高溫超導(dǎo)磁體的均勻性是無可挑剔的，符合我們對均勻性的嚴(yán)格要求，這也是領(lǐng)域里一直備受關(guān)注的問題?！?/span>
德國哥廷根馬克斯普朗克生物物理化學(xué)研究所主任兼研究員的Christian Griesinger博士觀察到：“結(jié)合靜態(tài)X射線結(jié)構(gòu)，這1.1GHz數(shù)據(jù)首次定量解釋了FRET（福斯特共振能量轉(zhuǎn)移）效率。這一量化結(jié)果為傳感器研究開發(fā)人員進(jìn)一步優(yōu)化鈣離子傳感器打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，鈣離子傳感器是利用空間分辨熒光分析技術(shù)測量神經(jīng)元中鈣濃度的關(guān)鍵點(diǎn)，因此也是神經(jīng)生物學(xué)中必不可少的工具。我們期待著1.2GHz波譜儀的誕生，并把它用于目前的項(xiàng)目中來表征固有無序蛋白質(zhì)的液滴和低聚物，這些蛋白質(zhì)是許多疾病的主要參與者，例如神經(jīng)變性和癌癥。這些重要的無序系統(tǒng)目前無法用結(jié)構(gòu)生物學(xué)中的其他方法，如X射線結(jié)晶學(xué)或低溫電子顯微鏡，以埃分辨率進(jìn)行研究?！?/span>
來自田納西州孟菲斯市St. Jude兒童研究醫(yī)院的結(jié)構(gòu)生物學(xué)系主任Charalampos Kalodimos博士說，一旦工廠完成所有測試，他們有望獲得世界上第一臺1.1GHz NMR光譜儀。他又補(bǔ)充道：“我們期待著今年晚些時(shí)候，我們的機(jī)構(gòu)將收到第一臺1.1GHz NMR波譜儀。1.1GHz系統(tǒng)將是我們在動態(tài)分子機(jī)器領(lǐng)域進(jìn)行研究的最重要的工具，例如對分子伴侶和蛋白激酶的研究。我們對布魯克能夠取得這一巨大的技術(shù)成就表示由衷的贊美。”
布魯克公司今天還宣布，它已收到德國柏林Leibniz Forschung分子藥理學(xué)研究所教授Hartmut Oschkinat和Adam Lange的1.2GHz NMR系統(tǒng)的額外采購訂單。Bruker公司現(xiàn)在總共已收到九臺1.2GHz NMR波譜儀的采購訂單，到目前為止全部都在歐洲。
關(guān)于布魯克公司
布魯克公司致力于為科學(xué)家們創(chuàng)造有利條件，實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破，并且開發(fā)一系列全新的應(yīng)用程序，以便提高人們的生活質(zhì)量?？茖W(xué)家們借助于布魯克公司的高性能科學(xué)儀器以及高價(jià)值分析和診斷解決方案，能夠在分子、細(xì)胞和微觀層面對生命和物質(zhì)進(jìn)行研究和探索。布魯克公司與客戶密切合作，在生命科學(xué)分子研究、應(yīng)用和制藥應(yīng)用、顯微鏡和納米分析、工業(yè)應(yīng)用、細(xì)胞生物學(xué)、臨床前成像、臨床表型組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)研究，以及臨床微生物學(xué)領(lǐng)域推動創(chuàng)新，提高生產(chǎn)力，并且為客戶實(shí)施的方案和項(xiàng)目助一臂之力。