十堰低溫冷凍透射電子顯微鏡技術特點

冷凍電子顯微鏡技術具有研究對象普遍、樣品需求量少、更接近生理狀態(tài)等獨特優(yōu)勢，隨著電子顯微鏡的硬件設備和結構解析的軟件算法等方面不斷取得的重要突破，冷凍電鏡技術必將在研究對象、分辨率水平和研究方法等各個方面取得重大進展。當然，冷凍電鏡技術也面臨著許多技術上的挑戰(zhàn)，怎樣改進樣品的制備技術，如何如何客觀地對三維重構的結果進行檢驗、明確結構解析的分辨率以及對生物大分子構象不均一性的分析等仍然是冷凍電鏡研究中有待解決的重要問題。但是，挑戰(zhàn)越多，機遇也就越多。相信有關的研究者們，一定能夠冷靜抓住機遇，勇敢迎接挑戰(zhàn)，讓冷凍電鏡技術在結構生物學、細胞生物學等領域發(fā)揮更大的作用，幫助我們更加深入、透徹地研究各種生命現(xiàn)象。冷凍電鏡技術之冷凍蝕刻電子顯微鏡優(yōu)點：冷凍蝕刻的樣品，經(jīng)鉑、碳噴鍍而制備的復型膜具有很強的立體感。十堰低溫冷凍透射電子顯微鏡技術特點

為什么要做冷凍透射電子顯微鏡技術服務？a.反應樣品溶液里結構：如有機分子組裝成的微球、囊泡、膠束、納米管、片層、水凝膠結構等（往往一般透射拍攝到的都是溶液揮發(fā)干了之后的結構，但是這樣的結構無論是形貌和尺寸和溶液里都有一定差別，現(xiàn)在好多文章的審稿意見都會需要這類結構的透射照片在溶液里的真實形貌，說簡單了就是讓補一個冷凍透射）；b.不穩(wěn)定的納米結構：比如經(jīng)不起強電子束照射的樣品（MOF、COF等若相互作用力結合的材料，如金屬配位、氫鍵相互作用、親疏水作用力、ππ堆疊等）在強電子束照射下結構會坍塌，冷凍電鏡全程在-160℃下可以做到對樣品損害較??；c.生物類分子好多都需要冷凍，因為生物分子本身都需要在水或者血液等存活，一些生物樣品構筑的一些納米結構，如納米微球、囊泡、膜、多孔材料等等。溫州快速冷凍顯微鏡技術應用冷凍電鏡技術中單顆粒分析法優(yōu)點：解析生物大分子的理論分辨率可達原子級。

冷凍電鏡技術是什么呢？冷凍電鏡用于生物樣品三維結構解析，包含單顆粒分析、微晶電子衍射和冷凍電子斷層掃描3種技術。冷凍電鏡單顆粒分析技術（cryo-EMSPA）是一種以單顆粒形式分析生物分子組裝的新方法，通過將負染電鏡篩選獲得的合適濃度的生物分子樣品快速冷凍，使生物大分子以近天然狀態(tài)存在于無定形冰中，然后進行冷凍樣品的篩選、數(shù)據(jù)收集和三維結構解析，從而獲得高分辨率的生物分子結構。冷凍電鏡單顆粒分析技術能夠從分子層面進行詳細的研究，解析基于結構的藥物研發(fā)的分子基礎，而冷凍電子斷層掃描能夠從亞細胞水平觀察目標分子在原位細胞環(huán)境中的作用位點和作用機制，相信在不久的將來能夠用于進一步確認基于結構的藥物研究的可靠性。微晶電子衍射不只能夠進行小分子微晶結構解析，也可與現(xiàn)有技術互補，進行生物大分子及其復合物的微晶結構解析。

冷凍電子顯微鏡技術中電子斷層掃描重構技術：電子斷層掃描技術是從一個物體的投影圖像重構獲得物體內部結構的技術，通過獲取同一物體的多個連續(xù)角度下的二維投影圖來反向重構它的三維結構。簡單地說，電子斷層掃描技術就是將一個物體(樣品)沿著一個與電子束垂直的軸旋轉，每旋轉一個角度，采集這個物體在相對應方向上的二維投影像，通過對這些二維投影圖的處理(相互配準)，將不同角度的二維投影圖反向重構(如加權背投影等方法)，獲得樣品整體三維結構的技術。電子斷層成像適合于在納米級尺度上研究不具有結構均一性的蛋白、病毒、細胞器以及它們之間組成的復合體的三維結構。與電子晶體學和單顆粒技術相比，這種技術無需樣品顆粒具有結構同一性，也不強調樣品具有一定的對稱性。因此，雖然目前電子斷層成像所獲得的結構的分辨率(約4~10納米)不能與以上兩種技術相比，但其在研究非定形、不對稱和不具全同性的生物樣品的三維結構和功能中有著不可替代的作用。冷凍電鏡技術能夠提供生理環(huán)境下大分子復合物納米、亞納米甚至近原子尺度的原位結構信息。

低溫透射電鏡技術的應用：膠束體系對于濃度、pH、添加劑種類等液相環(huán)境條件的變化非常敏感，如果是干燥狀態(tài)其結構與有液相完全不同，因此必須用低溫透射電鏡表征其結構。通常情況下，膠束有球狀、囊泡狀、棒狀、層狀、六角束狀、洋蔥狀、蠕蟲狀等多種形狀，應用低溫透射電鏡技術，囊泡、膠束的結構可以被原位的真實呈現(xiàn)出來，可清晰地觀察到囊泡的完整性、分布、大小、融合等情況，而在普通電鏡條件下，干燥后的囊泡的形狀、結構很容易發(fā)生變化。同樣，低溫透射電鏡也能夠有效保持聚合物在液相的形態(tài)，可清晰地觀察到聚合物的形態(tài)及聚集狀態(tài)。目前，低溫透射電鏡在生物大分子的成像尤其是蛋白結構的解析方面已經(jīng)取得了諸多突破的成果，相信在化學分子材料領域也會展現(xiàn)很好的應用前景。冷凍電子顯微技術主要包括單顆粒冷凍電鏡技術和冷凍電子斷層掃描技術。嘉興冷凍透射電鏡技術服務

冷凍電鏡技術之冷凍蝕刻電子顯微鏡優(yōu)點：樣品經(jīng)冷凍斷裂蝕刻后，能夠觀察到不同劈裂面的微細結構。十堰低溫冷凍透射電子顯微鏡技術特點

冷凍電鏡技術也正在成為助力醫(yī)藥研發(fā)的有力手段。依托對蛋白質結構的理解，科學家正在開發(fā)更有效的治Ca藥、打菌素、止痛藥、麻醉劑等。中國過去10多年里，建成了世界上較大的冷凍電鏡設施。中國的科學家，也在冷凍電鏡領域取得了很多舉世矚目的成就，引起了世界的普遍關注。比如清華大學的施一公團隊，對老年癡呆癥相關的重要蛋白質結構進行了解析，對于我們理解它的發(fā)病機理甚至開發(fā)重要治療方法有重要意義。他們對剪接體復合體一系列結構的研究幫助我們理解細胞的演化、細胞的基因調控和其他一些相關疾病有著重要意義。2019年，中國科學家利用冷凍電鏡技術解析到世界上目前分辨率較高的豬瘟病毒結構，這對我們了解該病毒的發(fā)病機理，以及如何更好開發(fā)疫苗具有重要意義。十堰低溫冷凍透射電子顯微鏡技術特點