HexAuFoil® Holey Gold Films · 用于冷冻电镜
HexAuFoil® 是专为高分辨率冷冻电镜设计的超小孔多孔金支持膜。
其核心结构采用多孔金膜和金载网的一体化设计，孔径约为300 nm，并采用高密度六角形孔阵列。
Quantifoil 原厂资料指出，冷冻样品中的冰层会形成压缩应变，电子束照射产生的局部加热可能释放这种应变并导致颗粒运动。
HexAuFoil® 通过将孔径降低到约 300 nm，使孔径与约 30 nm 的目标冰厚保持约 10:1 的关系，从而降低这类运动。
HexAuFoil® 的六角形高密度结构和高度一致的制造规格，可在减少运动的同时增加有效采集区域，用于提高高质量、高分辨率数据的采集效率。
01｜为什么采用超小孔结构？
与传统较大孔径的冷冻电镜支持膜相比，HexAuFoil® 将孔径降低到约 300 nm。
Quantifoil 对该结构的解释是：孔径约为理想冰厚的 10 倍，可以减少冰中压缩应变的积累，从而降低电子束诱导的局部运动。
| 孔径 | 约 300 nm |
|---|---|
| 典型冰厚 | 原厂数据约 35 nm ± 7 nm |
| 孔径与冰厚关系 | 约 10 : 1 |
| 目标 | 降低冰中应变积累和电子束诱导的颗粒运动 |
02｜主要优势
Quantifoil 原厂资料将 HexAuFoil® 描述为可实现近乎无运动成像，并将 specimen movement 控制到<1 Å。
原厂页面显示孔径变化可控制到约 10 nm，网格条宽度和厚度也得到更严格控制，
从而减少不同区域之间的制样差异。
Quantifoil 公布的数据中，数据集内冰厚变化可低至约 1%，典型冰厚为 35 nm ± 7 nm。
更高的一致性能够减少不同孔、不同区域之间的数据差异，从而简化后续数据处理。
高密度六角形结构和更好的稳定性有助于减少重复聚焦操作。
原厂数据显示，即使单张图像中的颗粒数因为小孔而减少，也可以用约 400 个 movies 获得高质量、高分辨率的数据集。
高密度六角形孔阵列配合一致的冰层，使有效孔位利用率提高，Quantifoil 称总体数据采集时间可缩短至原来的约一半。
全金结构具有较高机械稳定性、导电性、化学稳定性和生物相容性。
原厂将 HexAuFoil® 定位于高分辨率结构测定、结构生物学和结构导向药物研发（SBDD）等应用。
03｜基准标记
HexAuFoil® 的基准结构可以帮助操作者快速确定载网方向、定位金膜区域，
并为显微镜定位和自动化数据采集提供参考。
载网边缘有 2 个肉眼可见的基准标记。
六角形网孔区域设有 6 个额外基准标记，可用于方向识别。
最大基准标记区域无金膜覆盖，可用于显微镜对准和通量测量。
04｜产品规格与编号
10 片/包
| 产品编号 | 690-400-AU |
|---|---|
| 描述 | HexAuFoil®，六角形排列，孔径 0.3 µm，间隔 0.3 µm，400 目金载网 |
| 包装 | 10 片/包 |
50 片/包
| 产品编号 | 690-400-AU-50 |
|---|---|
| 描述 | HexAuFoil®，六角形排列，孔径 0.3 µm，间隔 0.3 µm，400 目金载网 |
| 包装 | 50 片/包 |
05｜HexAuFoil® 一体化制造工艺
与传统支持膜先单独制造、再通过浮膜法转移到裸金属载网不同，HexAuFoil® 采用新型工艺直接形成完整的“金膜 + 金载网”结构。
使用晶圆制造工艺形成超小孔六角形阵列。
Quantifoil 描述的工艺采用 4 英寸晶圆，每片约可形成 600 个载网，孔径约 290 nm，间隔约 300 nm。
在液氮温度条件下进行铜/金沉积。
对金结构进行进一步加工形成完整支持结构。
去除硅晶圆基材，释放形成完整金载网。
通过化学清洗去除非金属污染物，并进行充分漂洗和干燥。
原厂资料显示，每片载网均接受光学显微镜检查，并进行批次级 TEM 和 SEM 检查。
06｜显微镜与数据采集
HexAuFoil® 的六角形高密度孔阵列需要与相应的数据采集软件和显微镜设置配合，才能充分发挥其高密度结构带来的通量优势。
| EPU | EPU 3.1 起加入六角形载网支持；EPU 3.3 的 Smart Filter 支持 HexAuFoil；EPU 3.6 可自动放置 autofocus area。 |
|---|---|
| SerialEM | 新版 SerialEM 可自动识别 HexAuFoil 六角形孔阵列。 |
| 数据采集建议 | 原厂资料建议使用无 specimen tilt、fringe-free illumination，并结合快速直接电子探测器；每个孔可采用单次曝光。 |
07｜设计与生产
HexAuFoil® 由 MRC 分子生物学实验室的 Katerina Naydenova 和 Christopher J. Russo 博士开发，采用基于晶圆制造的新型工艺形成超小孔金支持结构，由 Quantifoil 商业化。
原厂资料显示，该工艺能够在保持超小孔结构的同时实现较高的几何一致性，是 HexAuFoil® 能够实现稳定冰厚、高密度采集和较高数据一致性的基础之一。
08｜参考文献
Naydenova, Katerina, and Christopher J. Russo.
“Integrated wafer-scale manufacturing of electron cryomicroscopy specimen supports.”
Ultramicroscopy 232 (2022): 113396.
Naydenova, Katerina, Peipei Jia, and Christopher J. Russo.
“Cryo-EM with sub–1 Å specimen movement.”
Science 370.6513 (2020): 223–226.
Russo, C. J., & Passmore, L. A.
“Ultrastable gold substrates for electron cryomicroscopy.”
Science 346 (2014): 1377–1380.
Danev et al.
Nature Communications 12 (2021): 4333.
Rice et al.
Journal of Structural Biology 204 (2018): 38–44.
