Fig1. 质量光度法大大提高了在冷冻电子显微镜前表征样品的效率

使用电子显微镜的时间永远不够用。为了充分利用时间，您需要简化冷冻电镜工作流程。阴性染色电镜（NS-EM）可以帮助您优化缓冲液条件，并在进入冷冻电镜之前评估样品质量，但这是一项耗时、昂贵的技术。您需要的是一种能加快分析速度的经济有效的方法。来自英国牛津Refeyn公司的TwoMP分析系统 是一种使用质量光度法表征生物分子的分析工具，它可以帮助您优化样品分析，而无需花费高额成本用于样品评估。在本篇介绍中，Refeyn公司的产品经理 Cathryn Langley 博士将为我们详细介绍这款产品。

Cathryn："在过去几年中，质量光度法开始进入越来越多的结构生物学实验室。这是因为人们认识到，在冷冻电镜分析之前，利用质量光度法作为一种快速、实验简单的筛选样品质量的方法，可以节省时间和成本。该技术只需少量样品，就能测量原生状态下的生物大分子，其在宽动态范围内的单分子分辨率使其非常适合评估样品的单分散性。下面，我将回答我们最常遇到的关于使用 TwoMP 的优势、样本要求和仪器本身的问题，并为您提供一些有用的资源。"

1.TwoMP 如何帮助优化冷冻电镜样品？

TwoMP 质量光度计可以帮助您快速确定样品纯度，并在进行冷冻电镜分析之前测量形成所需复合物的样品群的百分比。收集这些数据是样品质量控制的重要步骤，可帮助您提高结构分辨率和数据重现性。您还可以使用 TwoMP 来优化缓冲液条件，以促进复合物的形成，最近的总结见后附参考文献 [1] 和 [2]。该仪器与去垢剂兼容，因此您可以在分析过程中将膜蛋白和脂质纳米盘以及水溶性的生物大分子保持在溶液中。这样，您就可以保持蛋白质的原生状态或尽可能接近原生状态。

2.质量光度法与其他生物分子表征技术相比有何优势？

如后附参考文献 [2]-[4] 所述，来自 TwoMP 的数据与来自负染电镜（NS-EM）、电荷检测质谱（CD-MS）和原生质谱（Native Mass）的数据非常吻合。与这些技术相比，质量光度法的优势在于速度更快、操作更简单。与动态光散射（DLS）或多角度光散射（MALS）等光散射技术相比，质量光度法是一种单分子/颗粒 检测技术。这意味着它可以计算样品中有多少颗粒具有特定的质量。质量光度法具有动态范围广、可测质量范围大的特点，这使得它在检测低丰度物种（如聚集体）时更加灵敏，并能检测样品中的亚群。

3.您说它比阴性染色EM更快，那么 TwoMP 的测量需要多长时间？

使用 TwoMP 进行每次测量只需一分钟！一位来自欧洲结构生物学实验室的 TwoMP 用户告诉我们："通常情况下，我可以在一分钟内通过质量光度法检查样品，而我的阴性染色可能需要几个小时。在实验的优化阶段，TwoMP 确实可以为您节省几个小时的时间"[5]。

4.与阴性染色 EM 相比，使用 TwoMP 的成本有多高？

我们都知道冷冻电镜和阴性染色电镜是昂贵的技术。在电子显微镜中心（如威斯康星大学的电子显微镜中心）制备和运行阴性染色样品网格的成本每小时可轻松超过 100 美元。相比之下，根据我们的计算，每次质量光度测量所需的消耗品成本不到 5 美元。由于仪器非常容易使用，因此不需要训练有素的操作人员，这也有助于节省管理费用。总之，TwoMP 无疑是一款经济高效的分析工具。

Fig2 .质量光度测量可大大节省样品、用户和仪器时间、实验室空间和电力。 

关于 TwoMP 仪器

1.TwoMP 需要像电子显微镜那样的特殊操作环境吗？

TwoMP 是一种低占地面积的仪器，可以放置在实验台上。与电子显微镜不同，它不需要自己的专用房间。TwoMP 自带防震装置，整个装置可整齐地安装在现有实验室中，无需额外的建筑。

2.TwoMP 的质量范围有多大？

TwoMP 可以稳定测量 30 kDa 到 5 MDa 的分子质量，包括了在此质量范围内的各种蛋白、核酸、抗体、质粒、蛋白聚集体、核酸蛋白复合体及人工合成纳米颗粒等。

关于样品

1.质量光度法是否需要使用重金属染色或标记样品？

质量光度法是一种无标记技术，可测量原生状态下生物大分子的质量，因此您可以使用任何适合您的冷冻电镜样品的缓冲液条件。不需要阴性染色 EM 中使用的有害重金属，也不需要将样品烘干，因为烘干会在数据中引入伪影，并增加日后优化冷冻电镜缓冲条件的难度。

2.质量光度测量需要多少样品？

质量光度测量只需要很少的样品，大约 10-20 µL。最佳样品浓度通常在10纳摩尔以下。质量光度测量实验结束后，您将有大量剩余样品用于冷冻电子显微镜实验。

延伸阅读

Read more about the Two^MP mass photometer.（Refeyn | TwoMP）

在这份产品数据表中，我们详细介绍了 TwoMP 的规格和功能，以及随附的易于使用的软件。

Featured publications | Refeyn Website

汇集全球范围内运用了质量光度法的最新发表文献，动态更新

（外网可见）Webinar: Measuring the heterogeneity of macromolecular machines by mass photometry

在本次网络研讨会上，我们将展示质量光度测量法通过测量单个分子的质量，可提供有关样品异质性的重要数据，其测量结果可与用于评估样品纯度的其他工具（如 SDS-PAGE、SEC、DLS 和阴性染色 EM）的测量结果相媲美。

References

[1] S. Niebling et al., “Biophysical Screening Pipeline for Cryo-EM Grid Preparation of Membrane Proteins,” Frontiers in Molecular Biosciences, vol. 9, p. 535, Jun. 2022, https://doi.org/10.3389/fmolb.2022.882288

[2] A. Sonn-Segev et al., “Quantifying the heterogeneity of macromolecular machines by mass photometry,” Nature Communications, vol. 11, no. 1, pp. 1–10, Dec. 2020, https://doi.org/10.1038/s41467-020-15642-w

[3] V. Yin et al., “Probing Affinity, Avidity, Anticooperativity, and Competition in Antibody and Receptor Binding to the SARS-CoV-2 Spike by Single Particle Mass Analyses,” ACS Central Science, vol. 7, no. 11, pp. 1863–1873, Nov. 2021, https://doi.org/10.1021/acscentsci.1c00804

[4] M. A. den Boer, S.-H. Lai, X. Xue, M. D. van Kampen, B. Bleijlevens, and A. J. R. Heck, “Comparative Analysis of Antibodies and Heavily Glycosylated Macromolecular Immune Complexes by Size-Exclusion Chromatography Multi-Angle Light Scattering, Native Charge Detection Mass Spectrometry, and Mass Photometry,” Analytical Chemistry, vol. 94, no. 2, pp. 892–900, Dec. 2021, https://doi.org/ 10.1021/acs.analchem.1c03656

[5] Y. Xu and S. Dang, “Recent Technical Advances in Sample Preparation for Single-Particle Cryo-EM,” Frontiers in Molecular Biosciences, vol. 9, p. 892459, Jun. 2022, https://doi.org/10.3389/fmolb.2022.892459