CN112447470A - 多模态低温兼容guid网格 - Google Patents

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CN112447470A CN202010884651.7A CN202010884651A CN112447470A CN 112447470 A CN112447470 A CN 112447470A CN 202010884651 A CN202010884651 A CN 202010884651A CN 112447470 A CN112447470 A CN 112447470A
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Abstract

根据本公开，具有多模态cryo‑EM兼容GUID的低温兼容样品网格包括：外部支撑结构，其限定所述网格的用于固持一个或多个样品的区域；和多个内部支撑结构，其限定多个孔径，每个孔径被配置为固持样品。低温兼容样品网格还包括：第一标识符，其位于所述外部支撑结构上；和第二标识符，其位于所述网格的用于固持所述一个或多个样品的所述区域内。所述第一标识符可由光学检测器读取，而所述第二标识符可由电子检测器（例如，在电子显微镜内）读取。具体而言，当包含所述第二标识符的一个或多个齿和/或孔被来自玻璃化过程的冰填充时，所述第二标识符可由电子检测器读取。

Description

多模态低温兼容GUID网格
背景技术
低温电子显微镜（cryo-EM）是一种在低温下研究样品的电子显微镜技术。具体而言，cryo-EM涉及将样品浸入水溶液中，将溶液置于样品网格内，然后样品网格经历玻璃化过程。在玻璃化过程期间，其上的样品网格/溶液（一个或多个）被迅速地冷却，以使水溶液中的水分子没有时间结晶，从而形成一种对悬浮在其中的样品结构几乎没有或没有损害的无定形固体。然后在低温下用电子显微镜对样品进行评估。
当前，科学家们正在努力使用cryo-EM技术来标识正在由电子显微镜评估的样品，因为一旦玻璃化过程发生，当前的样品网格就无法全局标识。这是因为一旦样品网格经历玻璃化过程，和/或它们引入干扰玻璃化过程的过量热质量，当前的标识技术就不可靠或不起作用。
这给cryo-EM工作流程带来了巨大的跟踪问题，因为玻璃化和评估通常在不同的时间、在不同的机器中和/或在不同的位置处执行，从而导致样品网格长时间保持玻璃化。另外，由于可同时玻璃化和/或存储许多样品/样品网格，因此在cryo-EM工作流程期间，有很大机会将样品网格换出。当前，基于位置的记录保存系统用来标识样品网格，所述样品网格迅速变得复杂且易于误标识。举例来说，在一些实验室中，样品网格被装在可容纳4至6个样品网格的小存储箱中，随后将其存储在可固持5-10个存储箱的存储瓶中，所述存储箱可置于可固持6个储存瓶的瓶架中。由于一些实验室抽屉可固持10个瓶架，这意指单个这类抽屉可容纳多达1200-3600个样品网格。因此，科学家需要一种全局方式来标识和跟踪在玻璃化之前和之后均可操作的样品网格。
发明内容
根据本公开，具有多模态cryo-EM兼容GUID的低温兼容样品网格包括：外部支撑结构，其限定网格的用于固持一个或多个样品的区域；和多个内部支撑结构，其限定多个孔径，每个孔被配置为固持样品。单独的孔径中的每一个均被配置为固持样品。低温兼容样品网格还包括：第一标识符，其位于外部支撑结构上；和第二标识符，其位于网格的用于固持一个或多个样品的区域内，其中第二标识符可由电子显微镜读取。第一标识符可由光学检测器读取，而第二标识符可由电子检测器（例如，在电子显微镜内）读取。具体而言，当包含第二标识符的一个或多个齿和/或孔被来自玻璃化过程的冰填充时，第二标识符可由电子检测器读取。
根据本公开，用于标识具有多模态cryo-EM兼容GUID的低温兼容样品网格的方法包含：使用电子显微镜来生成已经历玻璃化过程的低温兼容样品网格的电子显微镜图像；标识包括玻璃化兼容标识符的电子显微镜图像的区域；以及基于玻璃化兼容标识符来确定低温兼容样品网格的身份。所述方法还可包括：将与样品网格有关的信息存储在与玻璃化兼容标识符相关联的数据库位置中；访问存储在这类数据库位置中的信息；和/或基于存储在这类数据库位置中的信息来采取一个或多个动作。所述方法还可包括用光学传感器读取位于样品网格上的附加标识符。
附图说明
参考附图描述详细描述。在附图中，附图标号的最左边的数字（一个或多个）标识附图标号首次出现的附图。不同附图中相同的附图标号指示类似或相同的项目。
图1图示了具有多模态cryo-EM兼容GUID的实例样品网格（一个或多个）。
图2图示了具有多模态cryo-EM兼容GUID的替代实例样品网格（一个或多个）。
图3图示了用于制备、玻璃化、检验和存储具有多模态cryo-EM兼容GUID的样品网格的实例cryo-EM环境。
图4描绘了用具有多模态cryo-EM兼容GUID的样品网格评估样品的样品过程。
图5为显示包括cryo-EM兼容GUID的cryo-EM兼容样品网格的一部分的图，所述cryo-EM兼容GUID包含孔的非线性布置。
图6为显示包括cryo-EM兼容GUID的cryo-EM兼容样品网格的一部分的图，所述cryo-EM兼容GUID包含位于内部支撑结构相交处的各个孔。
图7为显示包括cryo-EM兼容GUID的cryo-EM兼容样品网格的一部分的图，所述cryo-EM兼容GUID包含沿内部支撑结构的孔的线性布置。
图8为显示包括cryo-EM兼容GUID的cryo-EM兼容样品网格的一部分的图，所述cryo-EM兼容GUID包含突出到孔径中的多个齿。
图9为显示包括cryo-EM兼容GUID的cryo-EM兼容样品网格的一部分的图，所述cryo-EM兼容GUID包含突出到支撑结构中的切口。
图10为显示包括cryo-EM兼容GUID的cryo-EM兼容样品网格的一部分的图，所述cryo-EM兼容GUID在标识表面上包含孔的非线性布置。
图11为显示具有多模态cryo-EM兼容GUID的样品网格的横截面视图的图，所述cryo-EM兼容GUID图示了在样品网格玻璃化之后第二模式cryo-EM GUID的性能。
图12为通过cryo-EM兼容GUID的孔内冰和/或污垢的300 kV散射角的图形表示。
图13为300 kV下通过cryo-EM兼容GUID的孔内冰和/或污垢透射的入射电子部分的图形表示。
在附图的若干视图中，相同的附图标记指代对应的部分。通常，在附图中，以实线图示了可能包括在给定实例中的元件，而以虚线图示了对于给定实例而言任选的元件。然而，以实线图示的元件对于本公开的所有实例而言不是必需的，并且在不脱离本公开的范围的情况下，以实线示出的元件可从特定实例中省略。
具体实施方式
本文公开了具有多模态cryo-EM兼容GUID的样品网格。更具体而言，本公开包括改进的cryo-EM样品网格，其包括在光学上可读取的第一标识符以及在样品网格已经历玻璃化过程之后可由电子显微镜读取的第二标识符。另外，本公开描述了用于在电子显微镜中标识玻璃化cryo-EM样品网格的方法。这类方法可包括电子显微镜自动存储数据和/或基于第二标识符来执行一个或多个其它选项。
图1为具有多模态cryo-EM兼容GUID的样品网格100的图示。图1图示了样品网格100，其包含外部支撑结构102，所述外部支撑结构限定网格104的用于固持一个或多个样品的区域。样品网格100被示为具有圆形形状，然而其可具有本发明避免的其它形状。具体而言，样品网格100可具有允许其被加载到玻璃化设备、电子显微镜、样品网格固持设备或样品评估工作流程中的其它设备（一个或多个）中和/或在其内操作的任何形状。举例来说，样品网格100可被成形以便与用于将一个或多个样品加载到样品网格100上的一个或多个设备和/或设置兼容，经历一个或多个样品被玻璃化的玻璃化过程，和/或便于用电子显微镜检查玻璃化样品。
网格104的用于固持一个或多个样品的区域包含一个或多个内部支撑结构106，所述内部支撑结构限定多个孔径108。内部支撑结构（一个或多个）106为刚性支撑结构，所述刚性支撑结构被配置为将样品支撑和/或固持在一个或多个孔径108内。举例来说，图1将一个或多个内部支撑结构106示出为多个杆（例如，铜杆），所述杆形成用于固持样品的多个方形孔径108。实例内部支撑结构（一个或多个）106可由能够支撑和/或固持样品的许多不同材料组成，如但不限于铜、金、钼、硅、氮化硅、另一种晶体材料、另一种金属，或其组合。在一些实施例中，内部支撑结构可为外部支撑结构102的组成部分，可为紧固、胶合、焊接或以其它方式附接到外部支撑结构102的分离结构，或其组合。样品可包括悬浮在溶液中的生物样品。以这种方式，可将溶液置于具有多模态cryo-EM兼容GUID的样品网格100内的孔径108中。在一些实施例中，一个或多个内部支撑结构106包含单个内部支撑结构。举例来说，这类内部支撑结构可包含限定多个孔径108的网格形结构。另选地，内部支撑结构（一个或多个）106可为具有不同厚度的区域的单个结构，并且其中多个孔径108对应于具有允许入射电子穿过的厚度的单个结构的区域，使得这些区域在用透射电子显微镜观察时呈透明。
尽管在图1中未示出，但孔径108可包括配置为将含有溶液的样品/溶液保持在孔径108内的结构，如网、箔等。举例来说，箔层（例如，碳箔）可存在于一个或多个内部支撑结构106的顶部上并在多个内部支撑结构108中的一个或多个上方延伸。以这种方式，当将样品置于箔的顶部上时，箔允许样品位于多个内部支撑结构108的上方。以这种方式，由于允许电子穿过箔，因此样品用透射电子显微镜可见。
如图1进一步所示，样品网格100具有多模态cryo-EM兼容GUID。具体而言，样品网格100具有一个或多个第一模式cryo-EM兼容GUID 110和一个或多个第二模式cryo-EM兼容GUID 112。第一模式cryo-EM兼容GUID 110和第二模式cryo-EM兼容GUID 112中的每一个均为玻璃化兼容的。这意指它们（1）在样品网格100经历玻璃化过程之前和之后均可读取，并且（2）不会向样品网格引入附加热质量，所述热质量干扰玻璃化过程和/或干扰固持在网格104的区域内的溶液（一个或多个）的玻璃化。
第一模式cryo-EM兼容GUID 110位于外部支撑结构102上，并且被配置为由光学检测器读取。第一模式cryo-EM兼容GUID 110可印刷在外部支撑结构102上，机械地压印或刮擦以使表面变形，附加地标记，激光蚀刻，用激光或离子束粗糙化表面，用激光或离子束重构表面，化学着色，化学蚀刻以去除表面材料，放电加工（EDM）以去除表面材料，钻孔或用光刻胶工艺施加。举例来说，第一模式cryo-EM兼容GUID 110可包括条形码114、QR代码116、字母数字代码118、数据矩阵或另一光学可读ID。
第二模式cryo-EM兼容GUID 112位于网格104的用于固持样品的区域内，并且可由电子显微镜读取。也就是说，第二模式cryo-EM兼容GUID 112被配置为在样品网格100玻璃化之后以及在样品检查期间/同时由电子显微镜读取。图1包括用于固持样品的区域104的子区域152的展开视图150。第二模式cryo-EM兼容GUID 112包括允许电子穿过和/或行进到一个或多个检测器的孔或切口。也就是说，因为内部支撑结构106必须具有足够的机械强度来支撑样品，所以内部支撑结构106的厚度使得它们阻挡电子。因此，当用透射电子显微镜评估和/或分析时，内部支撑结构106表现为暗特征（由于它们防止电子到达显微镜检测器），并且第二模式cryo-EM兼容GUID 112的各个孔或切口表现为内部支撑结构106内的亮特征（因为它们允许电子穿过内部支撑结构106）。
尽管图1中描绘的孔在形状上基本上呈圆形，但在不同的实施例中可具有各种其它形状，如星形、正方形等。另选地，孔还可包括在内部支撑结构106的边缘上的半圆或方形切口。第二模式cryo-EM兼容GUID 112中的孔的图案被配置为允许样品网格100的全局标识。举例来说，孔的尺寸、孔的位置、孔的形状、孔之间的间隔可被改变和/或以其它方式被图案化，以便编码与样品网格100相关联的一个或多个标识符。在一些实施例中，第二模式cryo-EM兼容GUID 112还可编码与样品网格100有关的取向信息。举例来说，第二模式cryo-EM兼容GUID 112可编码关于第二模式cryo-EM兼容GUID 112在样品网格100上的位置和/或第二模式cryo-EM兼容GUID 112相对于样品网格100的取向的信息。
图1显示了第二模式cryo-EM兼容GUID 112，其包括置于内部支撑结构106的交叉点处的大切口120的图案、沿单个内部支撑结构106放置的多个小切口122以及非线性阵列的孔124。单个样品网格100可包括多种类型的第二模式cryo-EM兼容GUID 112，和/或单种类型的第二模式cryo-EM兼容GUID 112可在网格104的用于固持一个或多个样品的区域内的多个位置处重复。
图2为具有多模态cryo-EM兼容GUID的替代样品网格200的图示。图2图示了样品网格200，其包含外部支撑结构202，所述外部支撑结构限定网格204的用于固持一个或多个样品的半圆形区域。网格204的用于固持一个或多个样品的区域包含多个内部支撑结构206，所述内部支撑结构限定多个孔径208。
如图2进一步所示，样品网格200具有一个或多个第一模式cryo-EM兼容GUID 210和一个或多个第二模式cryo-EM兼容GUID 212。第一模式cryo-EM兼容GUID 210和第二模式cryo-EM兼容GUID 212中的每一个均为玻璃化兼容的。图2将第一模式cryo-EM GUID 210图示为位于标识区域214内。尽管每种类型的第一模式cryo-EM GUID被示为仅在样品网格200中出现一次，但在其它实施例中，GUID可在样品网格200上的多个位置处重复。另外，图2将第二模式cryo-EM兼容GUID 212图示为位于非中心位置216中。如非中心位置216的放大插图218所示，第二模式cryo-EM兼容GUID 212包括沿两个相邻的内部支撑结构的小孔220的非线性图案，以及一系列不同尺寸的孔222。图2还图示了插入结构224，其位于孔径内，并且包括孔的非线性图案。插入结构224与内部支撑结构热隔离。
图3为用于制备、玻璃化、检验和存储具有多模态cryo-EM兼容GUID的样品网格302的实例cryo-EM环境300的图示。具体而言，图3显示了实例cryo-EM环境300，其包括用于检验具有多模态cryo-EM兼容GUID的样品网格302的实例cryo-EM系统（一个或多个）304。实例带电粒子显微镜系统（一个或多个）304可包括低温电子显微镜304。图3显示了作为cryo-TEM系统306的实例带电粒子显微镜系统（一个或多个）304。
实例带电粒子显微镜系统（一个或多个）304包括带电粒子源308（例如，热电子源、肖特基发射源、场发射源等），其沿发射轴线312并朝向加速器透镜314发射电子束310。发射轴线312为沿实例带电粒子显微镜系统（一个或多个）304的长度从带电粒子源108延伸并通过样品网格302的中心轴线。加速器透镜314加速/减速、聚焦和/或将电子束310引向聚焦柱316。聚焦柱316聚焦电子束310，使得它入射在样品网格302内的样品318上。另外，聚焦柱316可校正和/或调谐电子束310的像差（例如，几何像差、色像差）。
在一些实施例中，聚焦柱316可包括孔径320和上物镜324中的一个或多个。聚焦柱316将来自电子源308的电子聚焦到样品318上。
样品网格302可由样品架324固持。穿过样品318和/或由样品发射的电子或带电粒子326可进入投影仪328。在一个实施例中，投影仪328可为与聚焦柱316分离的部分。在另一个实施例中，投影仪328可为来自聚焦柱316中的透镜的透镜场的延伸。投影仪328可由计算设备350调整，使得直接电子或带电粒子326穿过样品318，撞击在显微镜检测器系统330上。
在低放大倍率TEM（LM模式）下，当填充有最少量的冰时，构成样品网格302的第二标识符的孔可能变得不可见。此现象被认为是由于在LM模式下投影透镜系统的小开口孔径（光瞳函数）造成的，因为物镜被关闭（即，因为像冰的任何材料均会将电子散射到比LM中的接受角更大的角度，所以几乎没有任何电子会到达相机）。然而，当实例cryo-EM 304为在启用物镜的情况下在SA模式下操作的TEM时，此现象被克服。然而，应注意，实例cryo-EM 304不限于本公开中的TEM。
图3还显示了实例cryo-EM环境300，其任选地包括计算设备（一个或多个）350、样品制备设备/设置（一个或多个）352、光学扫描设备（一个或多个）354、玻璃化设备/设置356和样品网格存储设置358。图3将计算设备（一个或多个）350、样品制备设备/设置（一个或多个）352、光学扫描设备（一个或多个）354、玻璃化设备/设置356和样品网格存储设置358图示为分离的，然而在各种实施例中，可组合这些元件中的一个或多个。举例来说，计算设备350和/或光学扫描设备354可合并到单个设备和/或其它设备中（例如，样品制备设备/设置（一个或多个）352、玻璃化设备/设置356和样品网格存储设置358等），
本领域技术人员将理解，图3中描绘的计算设备350仅仅为说明性的，并且不旨在限制本公开的范围。计算系统和设备可包括可执行所指示的功能的硬件或软件的任何组合，包括计算机、网络设备、互联网器具、PDA、无线电话、控制器、示波器、放大器等。计算设备350还可连接到未图示的其它设备，或者替代地可作为独立系统来操作。另外，在一些实施方式中，由所图示的部件提供的功能性可被组合在较少的部件中或分布在附加部件中。类似地，在一些实施方式中，可不提供所图示部件中的一些的功能性和/或其它附加功能性可为可用的。
还应注意，计算设备（一个或多个）350可为实例带电粒子显微镜系统（一个或多个）304的部件，可为与实例带电粒子显微镜系统（一个或多个）304分离的设备，所述设备经由网络通信接口或其组合与实例带电粒子显微镜系统（一个或多个）304通信。举例来说，实例带电粒子显微镜系统（一个或多个）304可包括第一计算设备350，所述第一计算设备为实例带电粒子显微镜系统（一个或多个）304的组成部分，并且充当驱动实例带电粒子显微镜系统（一个或多个）304的操作（例如，通过操作扫描线圈来调整样品网格302上的扫描位置等）的控制器。在这类实施例中，实例带电粒子显微镜系统（一个或多个）304还可包括第二计算设备350，所述第二计算设备为与实例带电粒子显微镜系统（一个或多个）304分离的台式计算机，并且可执行以处理从显微镜检测器系统330接收的数据，从而在样品网格302上生成样品（一个或多个）的图像和/或执行其它类型的分析。计算设备350可经由键盘、鼠标、触摸板、触摸屏等接收用户选择。
样品制备设备/设置（一个或多个）352包括用于制备样品并将样品添加到具有多模态cryo-EM兼容GUID的样品网格302的实验室设置。举例来说，样品制备设备/设置（一个或多个）352可包括用于将要由实例cryo-EM系统（一个或多个）304检验的样品混合在溶液中以使得样品悬浮在溶液中的设备，和/或用于将悬浮在其中的溶液/样品添加到样品网格302的一个或多个孔径的设备。在一些实施例中，准备样品可包括用计算设备350将各个样品的位置存储在样品网格302上。举例来说，计算设备350可存储存储在样品网格302中的各个样品的映射和/或每个样品在样品网格302上的位置。
光学扫描设备354可对应于能够光学读取具有多模态cryo-EM兼容GUID的样品网格上的第一标识符的任何设备。举例来说，光学扫描设备354可包括条形码扫描仪、QR扫描仪、相机等，其能够检测第一标识符并执行标识过程以标识样品网格302和/或与计算设备350交互以标识样品网格302。另选地或另外地，光学扫描设备354可使得信息被存储在与样品网格302相关联的信息数据库中（例如，样品信息、样品在样品网格上的位置、时间戳、实验室标识符、研究信息等）。在一些实施例中，光学扫描设备354可为计算设备350的部件传感器。
玻璃化设备/设置356包括用于使样品网格302经历玻璃化过程的实验室设置。玻璃化过程使得包括在样品网格302上的溶液玻璃化，从而允许用实例cryo-EM系统（一个或多个）304观察悬浮在其中的样品。在一些实施例中，玻璃化设备/设置356可包括光学扫描设备354，所述光学扫描设备被定位成当样品网格在玻璃化设备/设置356中时扫描样品格栅上的第一标识符。基于光学扫描设备354检测到第一标识符，玻璃化设备/设置356可访问与样品网格相关联的数据库，并且根据数据库中的信息采取动作（例如，调整设定、执行玻璃化、使得附加信息存储在数据库中、使得信息在与玻璃化设备/设置356相关联的显示器上的图形用户界面上呈现给用户等）。
一旦样品网格302已经历玻璃化过程，就必须将其保持在低温下，使得溶液保持玻璃化。这抑制了光学扫描设备354扫描具有多模态cryo-EM兼容GUID的样品网格302的第一标识符的能力。样品存储设备358可包括短期存储单元（例如，运输瓶），其允许样品网格302在玻璃化设备/设置356和实例cryo-EM系统（一个或多个）304之间被运输。另选地，样品存储设备358可包括长期存储单元，其中样品网格302可在由实例cryo-EM系统（一个或多个）304检查之前和/或之后被固持。
图3还包括图示了计算设备350的实例计算架构370的示意图。实例计算架构370图示了可用来实施本公开中所描述的技术的硬件和软件部件的附加细节。在实例计算架构370中，计算设备包括一个或多个处理器372和通信地耦合到一个或多个处理器372的存储器374。
实例计算架构370可包括存储在存储器374中的标识模块376和控制模块378。实例计算架构370还被图示为包括存储在存储器374上的标识映射380和信息数据库382。标识映射380为将第一标识符、第二标识符和关于样品网格302的标识信息映射在一起的数据结构。信息数据库382为包括与样品网格302和/或其它样品网格相关联的信息的数据库。举例来说，信息数据库382可包括与样品网格302上存在的样品（一个或多个）、样品在样品网格302上的位置、样品网格302的位置、由样品网格和/或其上的样品生成的传感器数据/图像数据、EM显微镜设定、EM协议等有关的信息。
如本文所用，术语“模块”旨在表示出于论述目的的可执行指令的实例划分，而不是旨在表示任何类型的要求或所要求的方法、方式或组织。因此，尽管描述了各种“模块”，但它们的功能性和/或类似的功能性可不同地布置（例如，组合成较少数量的模块，分解成较多数量的模块等）。此外，尽管本文中将某些功能和模块描述为由处理器上可执行的软件和/或固件来实施，但在其它情况下，模块中的任一个或所有均可全部或部分地由硬件（例如，专用处理单元等）来实施，以执行所描述的功能。在各种实施方式中，本文中与实例计算架构370相关联描述的模块可跨多个设备350执行。
标识模块376可由处理器372执行以至少部分地基于第一标识符或第二标识符来确定样品网格302的身份。标识模块376还可基于第二标识符来标识实例cryo-EM系统（一个或多个）304中的样品网格302的取向。举例来说，标识模块376可访问标识映射380，并且基于第一标识符或第二标识符来确定样品网格302的身份。响应于计算设备350从描绘第二标识符的实例cryo-EM系统（一个或多个）304接收传感器信息，标识模块376可确定样品网格302的身份。在一些实施例中，标识模块376可被配置为自动检测第二标识符位于实例cryo-EM系统（一个或多个）304的传感器数据内，并且可基于样品网格302的自动检测来自动标识样品网格302。
在标识模块376检测到第二标识符的一部分位于实例cryo-EM系统（一个或多个）304的传感器数据中的情况下，标识模块376可使得实例cryo-EM系统（一个或多个）304操纵样品网格302和/或聚焦柱316，从而使得第二标识符的其余部分包括在传感器数据中。举例来说，为了提高第二标识符的可视性，标识模块376可引起聚焦柱316的调整，所述聚焦柱使电子束310散焦，使得其聚焦在远离电子源308的样品网格302的底部表面上。在一些实施例中，标识模块376可将传感器数据蒙太奇和/或缝合在一起，从而包括第二身份的全部，并且可基于蒙太奇和/或缝合的传感器数据来执行样品网格302的标识。在另一实例中，响应于计算设备350从光学扫描设备354接收描绘第一标识符的传感器信息，标识模块376可使用标识映射380来确定样品网格302的身份。标识模块376还可执行以使得样品网格302的身份被发送到和/或呈现在实例cryo-EM系统（一个或多个）304、光学扫描设备354和/或计算设备350的显示器384上。
控制模块378可由处理器372执行，以使得计算设备250和/或实例cryo-EM系统（一个或多个）304采取一个或多个动作和/或呈现信息。在一些实施例中，控制模块378可执行以调整实例cryo-EM系统（一个或多个）304的设定，使得实例cryo-EM系统（一个或多个）304执行特定操作，或其组合。举例来说，控制模块378可执行以访问与样品网格302相关联的信息数据库382的一部分，所述部分标识样品网格302和/或其上的样品的显微镜设定，然后使得实例cryo-EM系统（一个或多个）304具有在信息数据库382中标识的显微镜设定。在另一个实例中，控制模块378可访问信息数据库382的一部分，所述部分标识样品在样品网格302上的位置，并且可使得实例cryo-EM系统（一个或多个）304自动将样品成像在样品网格302上。在实例cryo-EM系统（一个或多个）304包括聚焦离子束（FIB）的情况下，控制模块378还可执行以使得样品网格中的一个或多个被移动和/或FIB被调整，然后使得cryo-EM系统（一个或多个）304自动开始铣削过程。举例来说，数据库可包括用于将要铣削的特定区域的指令，并且cryo-EM系统（一个或多个）304可基于指令自动地铣削那些特定区域。
另选地或另外地，控制模块378可使得显示器384呈现要呈现给用户的协议，呈现关于样品网格302的信息等。在一些实施例中，控制模块378可使得显示器384呈现图形用户界面，所述图形用户界面包括允许用户输入和/或改变与样品网格302相关联的数据和/或选择要由实例cryo-EM系统（一个或多个）304执行的协议步骤的可选界面。控制模块378还可执行以使得来自实例cryo-EM系统（一个或多个）304、光学扫描设备354的信息和/或由用户输入到计算设备350中的信息存储在信息数据库382中。举例来说，控制模块378可使得来自实例cryo-EM系统（一个或多个）304的传感器数据和/或图像与第一标识符、第二标识符和/或样品网格302相关联地存储在信息数据库382中。
计算设备350包括一个或多个处理器，所述处理器被配置为执行存储在一个或多个处理器可访问的存储器（一个或多个）中的指令、应用或程序。在一些实例中，一个或多个处理器可包括硬件处理器，所述硬件处理器包括但不限于硬件中央处理单元（CPU）、图形处理单元（GPU）等。尽管在许多情况下，在本文中将这些技术描述为由一个或多个处理器执行，但在一些情况下，这些技术可由一个或多个硬件逻辑部件（如现场可编程门阵列（FPGA）、复杂可编程逻辑设备（CPLD）、专用集成电路（ASIC）、片上系统（SoC）或其组合）来实施。
一个或多个处理器可访问的存储器为计算机可读介质的实例。计算机可读介质可包括两种类型的计算机可读介质，即计算机存储介质和通信介质。计算机存储介质可包括以用于存储信息的任何方法或技术实施的易失性和非易失性、可移动和不可移动介质，如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据。计算机存储介质包括但不限于随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦除可编程只读存储器（EEPROM）、闪存或其它存储技术、光盘只读存储器（CD-ROM）、数字通用磁盘（DVD）或其它光学存储设备、磁带盒、磁带、磁盘存储设备或其它磁性存储设备，或可用来存储期望的信息并可由计算设备访问的任何其它非传输介质。一般而言，计算机存储介质可包括计算机可执行指令，所述计算机可执行指令当由一个或多个处理单元执行时，使得本文所描述的各种功能和/或操作得以执行。相反，通信介质在调制数据信号（如载波）或其它传输机制中体现计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据。如本文所定义，计算机存储介质不包括通信介质。
本领域技术人员还将理解，出于存储器管理和数据完整性的目的，可在存储器和其它存储设备之间传递项目或其部分。另选地，在其它实施方式中，软件部件中的一些或所有可在另一设备上的存储器中执行，并且与计算设备350通信。系统部件或数据结构中的一些或所有也可存储（例如，作为指令或结构化数据）在非暂时性计算机可访问介质或便携式物品上，以由适当的驱动器读取，其各种实例在上文中描述。在一些实施方式中，可将存储在与计算设备350分离的计算机可访问介质上的指令经由传输介质或信号（如经由如无线链路的通信介质传达的电子、电磁或数字信号）传输到计算设备350。各种实施方式还可包括在计算机可访问介质上接收、发送或存储根据前述描述实施的指令和/或数据。
图4为图示为逻辑流程图中的框的合集的说明性过程的流程图，其表示可按硬件、软件或其组合来实施的一系列操作。在软件的上下文中，这些框表示存储在一个或多个计算机可读存储介质上的计算机可执行指令，所述计算机可执行指令当由一个或多个处理器执行时，执行所述操作。通常，计算机可执行指令包括执行特定功能或实施特定抽象数据类型的例程、程序、对象、部件、数据结构等。描述操作的顺序并不旨在被理解为限制，并且可按任何顺序和/或并行地组合任何数量的所描述的框以实施这些过程。
图4描绘了用于用具有多模态cryo-EM兼容GUID的样品网格评估样品的样品过程400。过程400可用样品网格100和200中的任一个，在实例cryo-EM环境300中的任一个中和/或通过上述计算设备（一个或多个）350来实施，或者在其它环境和计算设备中实施。
在402，制备样品并将其置于具有多模态cryo-EM兼容GUID的样品网格上。在一些实施例中，制备样品包含将要在cryo-EM上评估的样品混合在溶液中，使得样品悬浮在溶液中，和/或将悬浮在其中的溶液/样品添加到具有多模态cryo-EM兼容GUID的样品网格的一个或多个孔径中。
在步骤404，扫描样品网格的第一模式GUID。具体而言，用光学扫描设备扫描样品网格的第一模式GUID，所述光学扫描设备能够光学读取具有多模态cryo-EM兼容GUID的样品网格上的第一模式GUID。举例来说，光学扫描设备可为条形码扫描仪、QR扫描仪、相机或能够检测第一模式GUID的其它类型的光学扫描仪。在一些实施例中，扫描样品网格包括基于第一模式GUID来标识样品网格。在一些实施例中，在制备样品和/或将样品置于样品网格上之前，扫描样品网格的第一模式GUID。
在步骤406，存储关于样品网格和/或其上的样品的信息。具体而言，关于样品网格和/或其上的样品的信息被存储在与第一模式GUID、第二模式GUID和/或样品网格相关联的数据库位置中。所述信息可包括样品信息、样品在样品网格上的位置、时间戳、实验室标识符、研究信息或与样品网格相关联的其它信息。所述信息可由用户输入，或者所述信息可由光学扫描仪和/或另一设备自动生成。举例来说，在光学扫描仪与存储系统相关联的情况下，存储系统可使得样品网格的存储位置被包括在数据库中。
在408，样品网格及其上的样品经历玻璃化过程。玻璃化过程使得包括样品网格上的溶液玻璃化，从而允许悬浮在其中的样品可用cryo-EM观察。在一些实施例中，玻璃化设备可包括光学扫描设备，所述光学扫描设备被定位成扫描样品网格上的第一模式GUID，然后玻璃化设备可访问与样品网格相关联的数据库，并且根据数据库中的信息采取动作（例如，调整设定、执行玻璃化、使得附加信息存储在数据库中、使得信息在与玻璃化设备相关联的显示器上的图形用户界面上呈现给用户等）。一旦样品网格经历玻璃化过程，必须将其保持在低温下，使得溶液保持玻璃化。
在410，用第二模式GUID标识样品。具体而言，cryo-EM确定第二模式GUID位于被评估的样品网格的区域内，并且基于第二模式GUID来标识样品网格。举例来说，第二模式GUID包含孔、齿或切口，这些孔、齿或切口允许电子穿过样品网格，使得它们由cryo-EM的一个或多个检测器检测到。以这种方式，即使当包含第二标识符的齿、切口和/或孔中的一个或多个被来自玻璃化过程的冰填充时，cryo-EM也能够可视化第二模式GUID。为了提高第二模式GUID的可见度，可调整cryo-EM电子束的焦点，使得其聚焦在样品网格的底部侧和/或构成第二模式GUID的孔的出口平面上。举例来说，在一些实施方式中，读取cryo-EM兼容GUID可包括使电子显微镜的电子束自动散焦的cryo-EM，使得其聚焦在样品网格的内部支撑结构的底部侧上。
在一些实施例中，cryo-EM可检测到第二模式GUID的一部分存在于样品网格的第一区域中，并且可使得样品网格的第二区域被观察到，从而使得第二模式GUID的其余部分由cryo-EM检测到。在一些实施例中，样品网格用第二模式GUID的第一部分来标识，并且样品网格的取向和/或第二模式GUID在样品网格上的位置用第二模式GUID的第二部分来标识。
在步骤412，任选地访问与第二模式GUID和/或样品网格相关联的信息。在一些实施例中，关于样品网格和/或样品的信息可存储在与第一模式GUID、第二模式GUID和/或样品网格相关联的数据库的位置中。与第二模式GUID和/或样品网格相关联的信息呈现在cryo-EM显微镜或相关联计算设备的显示器上的图形用户界面上。另选地或另外，所访问的信息可用来使得cryo-EM执行一个或多个动作，如更改cryo-EM的设定，使得cryo-EM自动将样品成像在样品网格上，使得样品网格中的一个或多个被移动和/或FIB被调整，然后启动研磨过程。
在414，用cryo-EM检查样品网格和/或其上的样品。举例来说，可用在启用物镜的情况下在SA模式下操作的透射电子显微镜检查具有多模态cryo-EM兼容GUID的样品网格。在一些实施例中，在操作条件与第二模式GUID和/或样品网格相关联地存储在数据库中的情况下，可根据所存储的操作条件来修改cryo-EM的设定。以这种方式，cryo-EM可基于先前与第二模式GUID和/或样品网格相关联地存储的信息和/或设定来自动地调整其性能和/或评估过程。
在416，可任选地存储关于样品网格和/或其上的样品的信息。具体而言，关于样品网格和/或其上的样品的信息被存储在与第一模式GUID、第二模式GUID和/或样品网格相关联的数据库的位置中。所述信息可包括由cryo-EM生成的样品网格上的样品图像、关于样品的信息、关于cryo-EM的信息等。所述信息可由cryo-EM（或相关联计算设备）生成，或者可由用户输入。
图5-10图示了实例cryo-EM兼容GUID，其在暴露于玻璃化过程之后可用cryo-EM成像。根据本发明的Cryo-EM兼容GUID不限于图5-10所示的那些。另外，图5-10所示的cryo-EM兼容GUID可彼此组合使用，或者根据本公开的cryo-EM兼容GUID可包含不同图5-10中所描绘的特征的组合。
图5图示了包括cryo-EM兼容GUID的cryo-EM兼容样品网格500的一部分，所述cryo-EM兼容GUID包含孔的非线性布置。具体而言，图5图示了包括多个内部支撑结构106的cryo-EM兼容样品网格500的一部分，所述内部支撑结构限定用于固持样品的多个孔径108。尽管未在图5中描绘，但孔径108可包括碳箔，所述碳箔被配置为在允许样品由cryo-EM系统检查的同时固持样品。孔502的非线性布置被示为基本上圆形孔的布置。在一些实施例中，孔的非线性布置的一部分可编码全局标识符，并且孔的非线性布置的不同部分可编码标识符和/或样品网格的取向。
图6图示了包括cryo-EM兼容GUID 602的cryo-EM兼容样品网格600的一部分，所述cryo-EM兼容GUID包含位于内部支撑结构相交处的各个孔。图7图示了包括cryo-EM兼容GUID 702的cryo-EM兼容样品网格700的一部分，所述cryo-EM兼容GUID包含沿内部支撑结构的孔的线性布置。尽管图5-7将GUID 502、602和702的孔中的每一个描绘为具有样品尺寸和形状，但在其它实施例中，各个孔可具有不同的尺寸和/或形状。
图8图示了包括cryo-EM兼容GUID 802的cryo-EM兼容样品网格800的一部分，所述cryo-EM兼容GUID包含突出到孔径108中的多个齿。同样，图9图示了包括cryo-EM兼容GUID902的cryo-EM兼容样品网格900的一部分，所述cryo-EM兼容GUID包含突出到支撑结构106中的切口。在一些实施例中，尽管在图8和9中的每一个中被描绘为具有统一的尺寸和形状，但切口和/或齿的尺寸和形状可在GUID内变化。
图10图示了包括cryo-EM兼容GUID 1002的cryo-EM兼容样品网格1000的一部分，所述cryo-EM兼容GUID在标识表面1004上包含孔的非线性布置。标识表面1004位于孔径108内，并且通过一个或多个连接桥1006与多个内部支撑结构106热隔离。每个单独的连接桥10006被配置为将标识表面1004与一个或多个内部支撑结构106热隔离。
图11图示了具有多模态cryo-EM兼容GUID的样品网格的横截面视图1100，所述多模态cryo-EM兼容GUID图示了在样品网格玻璃化之后第二模式cryo-EM GUID的性能。具体而言，图11图示了沿内部支撑结构1104的长度一分为二的样品网格1102的横截面视图。样品网格1102显示为具有顶部侧1106和底部侧1108，当置于显微镜中进行评估时，顶部侧面向电子源，底部侧与顶部侧1106相对。图11还描绘了定位在样品网格1102的顶部侧1106上的箔1110（例如，碳箔）。还描绘了cryo-EM兼容GUID 1112，其包含在内部支撑结构1104中钻出的多个孔1114。
另外，图11包括样品网格1102的区域1118的分解视图1120，其图示了在样品网格1102玻璃化之后cryo-EM兼容GUID 1112的操作。具体而言，分解视图1120图示了当多个孔1114中的一个或多个被污垢或冰1122部分或完全遮盖时，cryo-EM兼容GUID 1112的可检测性。沿电子轴线1126描绘了电子入射路径1124，来自电子源的电子将其入射到样品网格1102上，并且描绘了电子散射路径1128，所述电子散射路径图示了电子已被孔1114中的污垢或冰1122散射之后的路径。分解视图1116还显示了当显微镜处于LM模式（关闭物镜）时投影仪透镜的第一光瞳直径1130，以及当显微镜处于SA模式（启用物镜）时投影仪透镜的第二光瞳直径1132。当在LM模式下操作时，这类典型的投影仪透镜具有对应于13 mrad的半角，而当在SA模式下操作时，这类投影仪透镜通常具有对应于130 mrad的半角。
如上所述，单独的孔1114在电子显微镜中可见，因为电子可穿过单个孔1114并进入将电子引导到检测系统的透镜。这意指，要使单独的孔1114在电子显微镜中可见，电子散射路径1128必须穿过投影仪透镜的光瞳直径。由于此原因，当显微镜在SA模式下操作时，cryo-EM兼容GUID 1112在电子显微镜中更为可见。通过将电子束散焦到内部支撑结构1104的底部侧1108和/或多个孔1114中的孔的出口平面，可实现对穿过多个孔1114的电子的检测的附加改进。举例来说，在一些实施例中，读取cryo-EM兼容GUID 1112可包括将电子显微镜的电子束聚焦到样品网格的内部支撑结构1104的底部侧1108上。
图12和13为穿过模型材料GlassyCarbon的不同高度/厚度的电子模拟结果的图形表示。GlassyCarbon的密度和原子质量相对接近玻璃化样品溶液的预期混合物，所述混合物可能会填充cryo-EM兼容GUID的孔。图12为通过cryo-EM兼容GUID的孔内的材料的300 kV散射角的图形表示1200。具体而言，图12描绘了在模型材料GlassyCarbon的不同高度/厚度下展现出每个散射角（以mrad测量）的模拟电子的数量（100,000个中的）。为了进行模拟，透射电子的出射轨迹的扩展被记录在GlassyCarbon平板的底部平面处。
图13为300 kV下通过cryo-EM兼容GUID的孔内材料透射的入射电子部分的图形表示1300。具体而言，图13描绘了通过电子显微镜的投影透镜系统的物镜以不同的物镜半角（以mrad测量）透射的模型材料GlassyCarbon的每个高度/厚度处的电子部分。在图形表示1200中，可看出，使用小的半角，如当禁用物镜时<13 mrad（即，TEM在LM模式下操作），即使填充孔的几微米材料的薄层也将电子轨迹移动到投影透镜系统的接受角之外。然而，图形表示1200还显示，通过在投影透镜系统中启用物镜（即，TEM在SA模式下操作），对于所述物镜，其接收角明显更大（通常在130 mrad或更大的范围内），捕获了更大量的散射电子。结果，当TEM在SA模式下操作时，即使当cryo-EM兼容GUID的整个孔中填充有30微米的材料时，也可获得足够大的可检测信号。
在以下列举的段落中描述了根据本公开的发明主题的实例。
A1.一种低温兼容样品网格，所述网格包含：
外部支撑结构，其限定网格的用于固持一个或多个样品的区域；
多个内部支撑结构，其限定多个孔径，每个单独的孔径被配置为固持样品；
第一标识符，其位于外部支撑结构上；和
第二标识符，其位于网格的用于固持一个或多个样品的区域内，其中第二标识符可由电子显微镜读取。
A1.1. 根据段落A1的低温兼容样品网格，其中第一标识符可由光学检测器读取。
A1.1.1. 根据段落A1的低温兼容样品网格，其中第一标识符可由在样品存储设备、样品转移设备、样品修饰设备、玻璃化设备或电子显微镜中的一个或多个中实施的可见光检测器读取。
A1.2. 根据段落A1-A1.1中任一段的低温兼容样品网格，其中第二标识符可由电子检测器读取。
A2. 根据段落A1-A1.2中任一段的低温兼容样品网格，其中低温兼容样品网格被配置为：
接收一个或多个样品；
进行玻璃化过程，其中一个或多个样品被玻璃化；和
便于在玻璃化之后用电子显微镜检查玻璃化样品。
A3. 根据段落A1和A2中任一段的低温兼容样品网格，其中第一标识符和第二标识符中的每一个均为玻璃化兼容的。
A3.1. 根据段落A3的低温兼容样品网格，其中第一标识符和第二标识符中的每一个均不向低温兼容样品网格增加热质量。
A4. 根据段落A1-A3.1中任一段的低温兼容样品网格，其中第一标识符在（所述）玻璃化过程之前可读取。
A4.1. 根据段落A4的低温兼容样品网格，其中第一标识符在玻璃化过程之后可读取。
A4.2. 根据A4-A4.1中任一段的低温兼容样品网格，其中第一标识符经由以下中的至少一种方式在低温兼容样品网格上生成：
通过激光或离子束对外部支撑结构的表面进行表面粗糙化；
用激光或离子束进行表面结构化；
在外部支撑结构的表面上进行机械压印；
机械刮擦以使外部支撑结构的表面变形；
在外部支撑结构上附加标记；
对外部支撑结构的表面进行化学着色；
化学蚀刻以去除外部支撑结构的表面材料；
放电加工（EDM）以去除外部支撑结构的表面材料；
对外部支撑结构进行钻孔；和
使用光刻胶工艺对外部支撑结构的表面进行着色。
A4.3. 根据段落A4-A4.2中任一段的低温兼容样品网格，其中第一标识符为条形码、QR码、数据矩阵和字母数字代码中的一个。
A4.4. 根据段落A4-A4.3中任一段的低温兼容样品网格，其中第一标识符为全局唯一标识符。
A4.5. 根据段落A4-A4.4中任一段的低温兼容样品网格，其中第一标识符包含对全局唯一标识符进行编码的第一部分和对样品网格的特定属性进行编码的第二部分。
A5. 根据段落A2-A4.4中任一段的低温兼容样品网格，其中第二标识符在玻璃化过程之后可读取。
A5.1. 根据段落A5的低温兼容样品网格，其中第二标识符在网格的用于固持一个或多个样品的区域内的多个位置处重复。
A5.2. 根据段落A5-A5.1中任一段的低温兼容样品网格，其中第二标识符包含一个或多个齿，所述一个或多个齿从多个内部支撑结构的特定内部支撑结构向外突出并进入对应的孔径中。
A5.2.1. 根据段落A5.2的低温兼容样品网格，其中一个或多个齿中的每个齿彼此分开1 mu至10 mu范围内的距离。
A5.3. 根据段落A5-A5.2.1中任一段的低温兼容样品网格，其中第二标识符包含多个孔。
A5.3.1. 根据段落A5.3的低温兼容样品网格，其中多个孔中的至少一个具有与多个孔中的不同孔不同的尺寸。
A5.3.2. 根据段落A5.3-A5.3.1中任一段的低温兼容样品网格，其中多个孔中的每一个基本上为圆形。
A5.3.2.1. 根据段落A5.3.2的低温兼容样品网格，其中多个孔中的各个孔位于内部支撑结构相交处。
A5.3.3. 根据段落A5.3-A5.4.3.1中任一段的低温兼容样品网格，其中多个孔以线性布置来布置。
A5.3.3.1. 根据段落A5.3.3的低温兼容样品网格，其中线性布置沿多个内部支撑结构的内部支撑结构定位。
A5.3.3.1.1. 根据段落A5.3.3.1的低温兼容样品网格，其中线性布置沿多个内部支撑结构的内部支撑结构的边缘定位，使得具有碳的敞开窗口的一小块可见。
A5.3.3.2. 根据段落A5.3.3的低温兼容样品网格，其中第二标识符在多个位置处重复，并且第二标识符的线性布置或每个实例沿多个内部支撑结构的不同内部支撑结构定位。
A5.3.4. 根据段落A5.3-A5.3.2中任一段的低温兼容样品网格，其中多个孔以非线性布置来布置。
A5.3.4.1. 根据段落A5.3.4的低温兼容样品网格，其中非线性布置不是矩形或正交图案。
A5.3.5. 根据段落A5.3-A5.3.2中任一段的低温兼容样品网格，其中当包含第二标识符的一个或多个齿和/或孔被来自玻璃化过程的冰填充时，第二标识符可读取。
A5.3.6. 根据段落A5.3-A5.5中任一段的低温兼容样品网格，其中多个孔中的每一个具有1 mu至10 mu的范围内的直径。
A5.4. 根据段落A5.3-A5.3.2、5.3.4.1和5.3.6中任一段的低温兼容样品网格，其中网格的用于固持一个或多个样品的区域包括标识表面，所述标识表面包括第二标识符。
A5.4.1. 根据段落A5.4的低温兼容样品网格，其中标识表面与多个内部支撑结构热隔离。
A5.4.2. 根据段落A5.4-A5.4.1中任一段的低温兼容样品网格，其中标识表面通过一个或多个连接桥连接到一个或多个内部支撑结构。
A5.4.2.1. 根据段落A5.4.2的低温兼容样品网格，其中各个连接桥被配置为将标识表面与一个或多个内部支撑结构热隔离。
A5.5. 根据段落A5-A5.5.1中任一段的低温兼容样品网格，其中第二标识符为全局唯一标识符。
A5.5.1. 根据段落A5.5的低温兼容样品网格，其中第二标识符与第一标识符相关联。
A5.5.2. 根据段落A5.5的低温兼容样品网格，其中第二标识符与第一标识符相同。
A5.5.3. 根据段落A5.5-A5.5.2中任一段的低温兼容样品网格，其中第二标识符还标识样品网格的取向。
A5.6. 根据段落A5-A5.5.3中任一段的低温兼容样品网格，其中第二标识符的各个组成元件以封闭密度定位，使得它们可在没有蒙太奇和/或载物台移动的情况下成像。
A5.7. 根据段落A5-A5.6中任一段的低温兼容样品网格，其中第二标识符位于标记附近，其中标记在低放大倍率下可见。
A6. 根据段落A1-A5.8中任一段的低温兼容样品网格，其中一个或多个样品的各个样品包含含有一个或多个试样的溶液。
A6.1. 根据段落A6的低温兼容样品网格，其中玻璃化过程冻结溶液，使得溶液被玻璃化，从而便于用电子显微镜检查一个或多个试样。
B1. 一种用于标识低温兼容样品网格的方法，所述方法包含：
用电子显微镜生成低温兼容样品网格的电子显微镜图像，其中低温兼容样品网格已经历玻璃化过程；
标识包括玻璃化兼容标识符的电子显微镜图像的区域；和
基于玻璃化兼容标识符来确定低温兼容样品网格的身份。
B1.1. 根据段落B1的方法，其还包含基于玻璃化兼容标识符来确定样品网格上的样品的身份。
B1.2. 根据段落B1-B1.1中任一段的方法，其中电子显微镜为具有启用的物镜的透射电子显微镜。
B1.3. 根据段落B1-B1.2中任一段的方法，其中生成电子显微镜图像包含将电子显微镜的散焦设定为朝向兼容样品网格的内部支撑结构的底部，并且远离支撑样品的箔。
根据段落B1.3的方法，其中将电子显微镜的散焦设定为朝向兼容样品网格的内部支撑结构的底部包含将电子束聚焦在样品网格的底部表面的平面处。
根据段落B1.3的方法，其中将电子显微镜的散焦设定为朝向兼容样品网格的内部支撑结构的底部包含将电子束聚焦在内部支撑结构的底部表面的平面处。
根据段落B1.3的方法，其中将电子显微镜的散焦设定为朝向兼容样品网格的内部支撑结构的底部包含将电子束聚焦在玻璃化兼容标识符的孔、齿或切口的出口平面处。
B2. 根据段落B1-B1.3中任一段的方法，其中玻璃化兼容标识符为根据段落A1-A6.1中任一段的第二标识符，并且低温兼容样品网格还包含根据段落A1-A6.1中任一段的第一标识符。
B2.1. 根据段落B1和B2中任一段的方法，其中低温兼容样品网格为根据段落A1-A6.1中任一段的低温兼容样品网格。
B3. 根据段落B2和B2.1中任一段的方法，其还包含：
扫描第一标识符；和
在与第一标识符相关联的数据库中存储关于低温兼容样品网格和/或低温兼容样品网格上的样品的信息。
B3.1. 根据段落B3的方法，其还包含基于第一标识符访问数据库。
B3.1.1. 根据段落B3.1的方法，其还包含：
基于第一标识符从数据库中检索信息；和
根据此信息在玻璃化设备中采取动作。
B3.2. 根据段落B3和B3.1中任一段的方法，其还包含在数据库中存储关于低温兼容样品网格的信息。
B4. 根据段落B1-B3.2中任一段的方法，其还包含基于第二标识符访问（所述）数据库。
B4.1. 根据段落B4的方法，其还包含将关于低温兼容样品网格的信息存储在数据库中。
B4.1.1. 根据段落B4.1的方法，其中信息包括电子显微镜图像。
B4.2. 根据段落B4-B4.1.1中任一段的方法，其还包含使得电子显微镜基于第二标识符和数据库中的信息执行动作。
B4.2.1.根据段落B4.2的方法，其中使得电子显微镜执行动作包含：
访问与第二标识符关联的对象设定；和
使得电子显微镜根据与第二标识符关联的对象设定进行操作。
B4.2.2. 根据段落B4.2的方法，其中使得电子显微镜执行动作包含：
访问与第二标识符关联的对象设定；和
使得样品网格移动到铣削位置并通过聚焦离子束启动铣削。
B4.2.3. 根据段落B4.2的方法，其中使得电子显微镜执行动作包含：
访问与第二标识符关联的对象设定；和
使得电子显微镜捕获样品网格的图像。
B4.3. 根据段落B4-B4.2.3中任一段的方法，其还包含基于第二标识符来调用协议。
B4.3.1. 根据段落B4.3的方法，其中所述协议包括提供图形用户界面，所述图形用户界面呈现用于对低温兼容样品网格中的一个或多个样品成像的选项。
B4.3.2. 根据段落B4.3-B4.3.1中任一段的方法，其中所述协议包括提供图形用户界面，所述图形用户界面呈现用于对低温兼容样品网格中的一个或多个样品成像的选项。
B5. 根据段落B2-B4.3.2中任一段的方法，其中用电子显微镜生成低温兼容样品网格的电子显微镜图像包含：
用电子显微镜生成第二标识符的第一部分的第一图像；和
生成第二标识符的第二部分的第二图像，所述第二图像至少部分不同于标识符的第一部分。
B5.1. 根据段落B5的方法，其还包含基于第一图像和第二图像来标识低温兼容样品网格。C1.使用根据段落A1-A6.1中任一段的低温兼容样品网格。
C1. 使用根据段落A1-A6.1中任一段的低温兼容样品网格。
D1. 使用根据段落A1-A6.1中任一段的低温兼容样品网格来执行根据段落B1-B5.1的方法中的任一个。

Claims (15)

1.一种低温兼容样品网格，其包含：
外部支撑结构，其限定所述低温兼容样品网格的用于固持一个或多个样品的区域；
多个内部支撑结构，其限定多个孔径，每个单独的孔径被配置为固持样品；
第一标识符，其位于所述外部支撑结构上；以及
第二标识符，其位于所述网格的用于固持所述一个或多个样品的所述区域内，其中所述第二标识符能由电子显微镜读取。
2.根据权利要求1所述的低温兼容样品网格，其中所述第一标识符能由在样品存储设备、样品转移设备、样品修饰设备、玻璃化设备或所述电子显微镜中的一个或多个中实施的可见光检测器读取。
3.根据权利要求1所述的低温兼容样品网格，其中所述低温兼容样品网格被配置为：
接收所述一个或多个样品；
进行玻璃化过程，其中所述一个或多个样品被玻璃化；以及
便于在玻璃化之后用所述电子显微镜检查玻璃化样品。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的低温兼容样品网格，其中所述第一标识符经由以下中的至少一种方式在所述低温兼容样品网格上生成：
通过激光或离子束对所述外部支撑结构的表面进行表面粗糙化；
用激光或离子束进行表面结构化；
在所述外部支撑结构的所述表面上进行机械压印；
机械刮擦以使所述外部支撑结构的所述表面变形；
化学蚀刻以去除所述外部支撑结构的表面材料；
放电加工（EDM）以去除所述外部支撑结构的表面材料；
在所述外部支撑结构上附加标记；
对所述外部支撑结构的所述表面进行化学着色；
对所述外部支撑结构进行钻孔；以及
使用光刻胶工艺对所述外部支撑结构的所述表面进行着色。
5.根据权利要求1所述的低温兼容样品网格，其中所述第一标识符包含对全局唯一标识符进行编码的第一部分和对所述低温兼容样品网格的特定属性进行编码的第二部分。
6.根据权利要求1-3和5中任一项所述的低温兼容样品网格，其中所述第二标识符在所述低温兼容样品网格经历玻璃化过程之后是可读取的。
7. 根据权利要求6所述的低温兼容样品网格，其中所述第二标识符包含一个或多个齿，所述一个或多个齿从所述多个内部支撑结构的特定内部支撑结构向外突出并进入对应的孔径中，所述一个或多个齿中的每个齿彼此分开1 mu至10 mu范围内的距离。
8. 根据权利要求6所述的低温兼容样品网格，其中所述第二标识符包含多个孔，所述多个孔中的每一个具有1 mu至10 mu的范围内的直径。
9.根据权利要求8所述的低温兼容样品网格，其中所述多个孔中的至少一个具有与所述多个孔中的不同孔不同的尺寸。
10.根据权利要求8所述的低温兼容样品网格，其中所述多个孔以线性布置来布置，所述线性布置沿所述多个内部支撑结构的内部支撑结构定位。
11.根据权利要求6所述的低温兼容样品网格，其中当包含所述第二标识符的一个或多个齿或孔被来自所述玻璃化过程的冰填充时，所述第二标识符是可读取的。
12.根据权利要求6所述的低温兼容样品网格，其中所述网格的用于固持所述一个或多个样品的所述区域包括标识表面，所述标识表面包括所述第二标识符，并且其中所述标识表面通过将所述标识表面与所述内部支撑结构连接的一个或多个连接桥与所述多个内部支撑结构热隔离。
13.根据权利要求1-3和5中任一项所述的低温兼容样品网格，其中所述第二标识符还标识所述低温兼容样品网格的取向。
14.根据权利要求1-3和5中任一项所述的低温兼容样品网格，其中所述第二标识符位于标记附近，并且其中所述标记在低放大倍率下是可见的。
15.一种用于标识根据权利要求1所述的低温兼容样品网格的方法，所述方法包含：
用电子显微镜生成所述低温兼容样品网格的电子显微镜图像，其中所述低温兼容样品网格已经历玻璃化过程；
标识所述电子显微镜图像的包括玻璃化兼容标识符的区域，所述标识符包含所述样品网格中的多个孔、切口或齿；以及
基于所述玻璃化兼容标识符来确定所述低温兼容样品网格的身份。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4038655B1 (en) * 2019-10-04 2024-07-17 Mitegen, LLC Sample support for cryo-electron microscopy
TWI759169B (zh) 2021-04-15 2022-03-21 閎康科技股份有限公司 樣品分析方法及樣品製備方法
US20240242926A1 (en) * 2021-06-04 2024-07-18 Mitegen, Llc Sample supports for cryo-electron microscopy
WO2023108039A1 (en) * 2021-12-09 2023-06-15 Mitegen, Llc Systems, methods, and devices for achieving suitable sample thickness for single particle cryo-electron microscopy
US20240071717A1 (en) * 2022-08-31 2024-02-29 Fei Company Application Management For Charged Particle Microscope Devices

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006244742A (ja) 2005-03-01 2006-09-14 Seiko Epson Corp 電子顕微鏡試料支持用マイクログリッド及び電子顕微鏡試料の作製方法
EP1863066A1 (en) * 2006-05-29 2007-12-05 FEI Company Sample carrier and sample holder
WO2008061224A1 (en) * 2006-11-16 2008-05-22 Protochips, Inc. Sample support structure and methods
WO2013109405A1 (en) * 2012-01-17 2013-07-25 The Scripps Research Institute Preparation of specimen arrays on an em grid
EP2757402B1 (en) * 2013-01-22 2016-03-30 FEI Company Method of observing samples with a fluorescent microscope
US10157725B2 (en) * 2013-08-13 2018-12-18 United Kingdom Research And Innovation Electron microscopy sample support including porous metal foil
US9449785B2 (en) 2013-11-11 2016-09-20 Howard Hughes Medical Institute Workpiece transport and positioning apparatus
US20190287759A1 (en) * 2014-01-27 2019-09-19 Mochii, Inc. (D/B/A Voxa) Transmission Electron Microscopy
US10199198B2 (en) * 2014-07-17 2019-02-05 Scienion Ag Electron microscope and method for transmission electron microscopy imaging of sample arrays
US20160032281A1 (en) * 2014-07-31 2016-02-04 Fei Company Functionalized grids for locating and imaging biological specimens and methods of using the same
US10309881B2 (en) * 2015-06-30 2019-06-04 The Regents Of The University Of California Methods and apparatus for preparing aqueous specimens for electron microscopy using volatile surfactants
CN109075003B (zh) 2016-04-13 2020-03-27 株式会社日立高新技术 带电粒子束装置以及试样保持器
US11860071B2 (en) * 2016-10-17 2024-01-02 Universitat Basel Lossless cryo-grid preparation by controlled sample evaporation
WO2019156964A1 (en) 2018-02-06 2019-08-15 Protochips, Inc. Sample support structure for cryo-electron microscopy
EP3739615A1 (en) 2019-05-14 2020-11-18 Universiteit Maastricht Sample carrier for electron microscopy

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