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Ascend 1.2 GHz: 提升超高场核磁共振的行业标准


全球首个用于功能结构生物学研究领域的高分辨率1.2 GHz核磁共振超导磁体

为了满足大型蛋白质、功能紊乱和大分子复合物所需的更高灵敏度和分辨率的科研需求,布鲁克成功开发并交付了全球首台稳定且均匀的标准孔径Ascend™ 1.2 GHz 核磁共振磁体。

多年以来,高分辨率核磁共振始终受限于23.5特斯拉磁场中,这相当于1.0 GHz的1H共振频率。这一局限性是由金属低温超导体(LTS)的物理特性决定的。2009年,法国里昂超高场核磁共振中心的Avance® 1000波谱仪首次达到了这一场强。

20世纪80年代首次发现的高温超导体(HTS)为我们打开了在低温条件下达到更高场强的大门。但直到最近,YBCO HTS磁带制造和超导磁体技术方面的巨大挑战使得超高场的进一步发展变得十分艰巨。

布鲁克公司独特的GHz级核磁共振磁体采用新型混合设计,磁体内部采用先进的高温超导体(HTS),外部则采用低温超导体(LTS)。Ascend 1.2 GHz 是一种稳定的标准孔径(54 mm)磁体,其均匀性与布鲁克现有的用于高分辨率核磁共振的1.0 GHz和1.1 GHz磁体相似。1.2 GHz波谱仪可配备不同的超高场探头,包括用于液体核磁共振的CryoProbes和用于固体核磁共振的MAS快速魔角旋转探头。

Bruker Ascend 1.2GHz
Ascend 1.2 Ghz

用户怎么说?

佛罗伦萨大学CERM的Lucia Banci教授和Claudio Luchinat教授表示:“我们的实验室接收了全球第一台1.2 GHz核磁共振波谱仪,这让我们非常激动。这是布鲁克公司多年来在超导材料科学、磁体设计、探头技术和核磁共振波谱电子学领域的研究和开发成果。

我们期待着把这台仪器用于阿尔兹海默症和帕金森症等神经退行性疾病相关的蛋白质结构和功能的研究当中,当然也会应用于癌症研究。”

“布鲁克的超高场磁体技术让我们觉得很惊艳,我们可以用它和111KHz 的魔角旋转(MAS)固体核磁共振探头一起测试。明显提高的灵敏度将成为生物和生物医学研究的一个关键特性,举例来说,蛋白质复合物和阿尔兹海默-β纤维。”苏黎世联邦理工的Beat Meier教授评价道,他是另一位未来的1.2 GHz客户。

苏黎世联邦理工的Matthias Ernst 教授继续说道:“这种新仪器的灵敏度提升非常显著,它可以支持质子探测快速魔角旋转(MAS)实验领域的新应用。这类基于HTS的新型磁体的匀质性是无可挑剔的,并且符合我们的严格要求,这也一直都是行业关注的问题。”

Ascend 1.1 GHz: 技术上的里程碑


全球首次成功安装1.1 GHz 核磁共振系统

 2019年,布鲁克在美国田纳西州孟菲斯市的St. Jude儿童研究医院成功安装了全球第一个1.1 GHz核磁共振系统。

儿童研究医院结构生物学系主任Charalampos Kalodimos博士补充道:“我们很高兴能收到第一台1.1 GHz核磁共振波谱仪,这将成为我们在分子伴侣和蛋白激酶等动态分子机领域开展研究的最重要的工具。我们对布鲁克公司取得的这一令人赞叹的技术成就表示十分欣赏。”

布鲁克的1.1 GHz Ascend磁体在St. Jude儿童研究医院
观看视频

德国哥廷根市的马克斯普朗克生物物理化学研究所所长和科研成员Christian Griesinger博士表示:“结合静态X射线结构,1.1 GHz数据首次从定量的维度解释了FRET(Förster共振能量转移)的效率。这种定量对传感器开发人员来说是一个坚实的基础,它可以支持他们进一步优化对于测量神经元中钙浓度于空间分辨荧光很重要的钙传感器,从而为神经生物学打造一个工具。

我们很期待接收我们的1.2 GHz波谱仪,我们将会把它投入到我们正在进行的项目中去,比如表征液滴和低聚物的内在紊乱的蛋白质。它们是许多疾病,比如神经变形和癌症的主要影响因素。

这些重要的无需系统目前还不能用结构生物学中的其他方法,比如X射线晶体学或低温电磁学在安戈斯特姆分辨率下进行研究。”

结合关键技术以获得最佳性能和成本效益

这一新型磁体产品系列集结了布鲁克成熟的UltraShield™ Plus磁体的主要优势,并有进一步的创新。

Ascend™系列紧凑型核磁共振磁体将使中场和高场的核磁共振磁体更加强大的同时也更方便,并能让更多的核磁共振实验室容易获得。

这一新的磁体系列集结了布鲁克成熟的UltraShield™ Plus 磁体的主要优势和进一步的创新,实现了卓越性能、便利性的提升和运营成本的节省。

Ascend 磁体设计采用先进的超导技术,能够设计出更小的磁体线圈,从而显著减小物理尺寸和磁杂散场。

因此,Ascend磁体跟容易选址,它的运行也更加安全,并且运行成本也更低。

最高性能

  •  独特的连接技术,保证最低的漂移率和出色的现场稳定性
  •  外部抗干扰(EDS)可屏蔽高达99%的外部磁场干扰
  •  最小杂散场

易于选址,准备成本更低

  • 由于体积和重量较小,更容易接触和安装磁体
  • 减少实验室中占用的物理空间和磁性足迹
  • 降低对天花板高度的要求

Ascend磁体与布鲁克新开发的和最新的产品都能够兼容,包括核磁共振探头、波谱仪、自动化技术和软件,从而支持结构生物学、小分子和材料研究应用中的集成高性能核磁共振系统。

Ascend 600

NMR Magnets

节省运营成本

磁体 上一代磁体
氦气(He)消耗
Ascend 磁体,
氦气(He)消耗
低温状态下能够减少的氦气(He)消耗百分比,
%
400MHz 15 ml/hr 13 ml/hr 13% less He
500MHz 17 ml/hr 13 ml/hr 23% less He
600MHz 28 ml/hr 16 ml/hr 42% less He
700MHz 45 ml/hr 26 ml/hr 42% less He
750MHz 92 ml/hr 45 ml/hr 51% less He
800MHz 140 ml/hr 47 ml/hr 66% less He
850MHz 250 ml/hr 140 ml/hr 44% less He

尖端超导线材技术使紧凑型磁体能够形成高达 850 MHz 的磁场,同时赶超传统磁体的性能。全新改良型电磁干扰抑制 (EDS) 可对外部磁场干扰提供出色的屏蔽效率,是困难环境及系统需要安放在空间有限的实验室内时的理想选择。Bruker 用于高电流和高场接头的专有焊接技术,保证最低漂移率。

Ascend™ 磁体(提供 400 - 850 MHz)凭借其紧凑尺寸和最低的杂散磁场,即使在单层实验室内,都极其灵活和易于安装。样品装载和更换更加容易,操作成本大幅下降。微型杜瓦减少了制冷剂的消耗,使新型磁体更加经济适用。

Ascend 700