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Hitachi HT7800 病毒顆粒全自動分析方案

  2019年12月,中國湖北省武漢市發生了一系列急性呼吸道疾病,即新型冠狀病毒感染肺炎(novel coronavirus pneumonia,NCP)。這種疾病從武漢迅速傳播到全國各地甚至是其他國家。


日立120kV TEM HT7800

  透射電子顯微鏡(TEM)是觀察病毒形態的最佳工具。日立透射電鏡HT7800有高反差和高分辨兩種模式,能同時兼顧生物組織的大視野觀察和病毒的高分辨觀察。其 Specimen Search (自動顆粒搜索功能)可以自動尋找病毒顆粒,并進行記錄統計。
  病毒是一種沒有細胞結構的特殊生物。它們的結構非常簡單,由蛋白質外殼和內部的遺傳物質組成。病毒不能獨立生存,必須生活在其他生物的細胞內,一旦離開活細胞可就不表現任何生命活動跡象。病毒個體極其微小,光學顯微鏡由于可見光波長的限制,只能看到某些病毒的包涵體,絕大多數的病毒要在電子顯微鏡下才能看到。透射電鏡觀察病毒有兩種方式,第一種是在超薄切片中觀察被感染細胞內病毒的形狀、大小、排列及其組裝、成熟過程過程的形態特征;第二種是將病毒進行分離純化,使用磷鎢酸、醋酸鈾等電子致密物對病毒進行負染,觀察病毒的超微結構。


 Vero細胞內的HSV病毒(被感染細胞的組織切片)

  例如,單純皰疹病毒(Herpes Simplex Virus,HSV)是皰疹病毒的典型代表,是一種傳染性極高的病毒,在世界各地都很常見。大多數人在兒童世界就好感染HSV病毒,但是一般情況下HSV都潛伏在神經節里,人體的免疫系統會一直監視著它們。但是在感冒、疲勞、睡眠不足、壓力大、緊張焦慮等因素的影響下,免疫力下降時,潛伏于體內的HSV便會大量繁殖,導致口腔、嘴角附近起泡發病,繼而群集、糜爛、結痂。這個過程就是我們俗稱的嘴唇起火泡。上圖就是HSV病毒在細胞內復制組裝,并穿越細胞膜的透射電鏡照片。
  對病毒的診斷和研究都離不開電子顯微鏡,透射電鏡是確定各種病毒形態結構的最有用工具。

  埃博拉病毒

 SARS病毒

 艾滋病病毒

  電鏡負染技術是一種快速簡便的操作程序,也是病毒性致病因子診斷的常用方法,在新病毒的發現、尋找對抗新病毒方法的工作中都做出了重要貢獻。而且,在臨床標本中病毒粒子數極少的情況下,電鏡就成為了診斷中最重要的工具。
  但是由于病毒的尺寸太小,需要在很高的放大倍數、視野很小的條件下才能觀察到。在病毒粒子極少時,就要求測試人員在樣品中一個小區域一個小區域的逐步辨識,并且在有病毒的區域進行拍攝。如果要對病毒進行統計,還需要對整個有病毒區域進行覆蓋拍攝,并將圖片輸入到專業的圖像處理軟件中進行計算。過程及其枯燥,且耗時。
  日立透射電鏡HT7800的Specimen Search功能可以為這一問題提供自動化的解決方案。我們將病毒樣品放進電鏡,輸入目標顆粒的尺寸、寬容度等參數,選擇需要搜索的區域,再進行一些簡單的設置,電鏡就可以開始自動搜尋并記錄了。

選擇自動搜索區域

自動搜索時可跳過銅網骨架

  這一過程實現了搜索、識別、拍攝、分析的全自動無人值守工作。由于日立電鏡的高穩定性,HT7800可以長時間聯系不間斷的運行,對抗病毒工作提供最穩定的支持。
  自動運行完成后,我們就可以獲得大量的目標顆粒照片和統計結果的表格。Specimen Search功能使用最先進是識別算法,即使比冠狀病毒小10倍的蛋白顆粒,也可輕松識別:

 

樣品:負染鐵蛋白顆粒

 
蛋白顆粒統計表格


助力新型冠狀病毒研究,天美在行動。
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  天美集團從事表面科學、分析儀器、生命科學設備及實驗室儀器的設計、開發和制造及分銷;為科研、教育、檢測及生產提供完整可靠的解決方案。近年來天美集團積極拓展國際市場,先后在新加坡、印度、印尼、泰國、越南、美國、英國、法國、德國、瑞士等多個國家設立分支機構。公司亦先后收購了法國Froilabo公司、瑞士Precisa公司、美國IXRF公司、英國Edinburgh Instruments公司等多家海外知名生產企業和布魯克公司Scion氣相和氣質產品生產線,以及上海精科公司天平產品線, 三科等國內制造企業、加強了公司產品的多樣化。

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