徐州Cryo-TEM技術(shù)

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2023-09-20

冷凍電鏡技術(shù):隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和人類對(duì)于生命科學(xué)領(lǐng)域知識(shí)的不斷積累,藥物研發(fā)越來(lái)越走向理性化,包括法規(guī)體系的建立和優(yōu)化、藥品質(zhì)量控制模式的變遷走向QbD階段?;诮Y(jié)構(gòu)的藥物設(shè)計(jì)已經(jīng)逐漸成為藥物開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的主流,與此同時(shí)冷凍電鏡技術(shù)也在蓬勃發(fā)展。冷凍電鏡單顆粒分析技術(shù)和微晶電子衍射技術(shù)不只能解析近原子分辨率的結(jié)構(gòu),而且能解析傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)生物學(xué)無(wú)法解析的結(jié)構(gòu),幫助確認(rèn)藥物靶點(diǎn),拓展可用藥物靶點(diǎn)的研究范圍和完善基于靶點(diǎn)結(jié)構(gòu)的藥物設(shè)計(jì)。冷凍電子斷層掃描技術(shù)在不久的未來(lái)可能提供細(xì)胞原位觀察藥物與靶點(diǎn)的作用。主要使用的幾種冷凍電子顯微學(xué)技術(shù)結(jié)構(gòu)解析方法包括:電子晶體學(xué)、單顆粒重構(gòu)技術(shù)、電子斷層掃描等。徐州Cryo-TEM技術(shù)

徐州Cryo-TEM技術(shù),冷凍透射電子顯微鏡技術(shù)服務(wù)

冷凍電鏡技術(shù)在結(jié)構(gòu)生物學(xué)中的應(yīng)用:冷凍電鏡技術(shù)主要應(yīng)用在單個(gè)蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的分析方面。此外,冷凍電子顯微鏡技術(shù)還將普遍應(yīng)用于細(xì)胞組織的超微結(jié)構(gòu)解析,對(duì)解開(kāi)生命活動(dòng)的規(guī)律和機(jī)制等奧秘會(huì)產(chǎn)生更大影響。有人創(chuàng)造了利用冷凍電鏡單顆粒分析技術(shù)解析至近原子分辨率的分子量較小的生物大分子的記錄。施一公研究組解析了γ-secretase蛋白質(zhì)和RyR-1蛋白質(zhì)。研究組解析了Mammalianrespirasome蛋白質(zhì)。隨著越來(lái)越多蛋白質(zhì)神秘面紗的揭開(kāi),我們可以更好地解釋各種各樣的生命活動(dòng)發(fā)生的原因和機(jī)理。利用冷凍電鏡技術(shù)觀察到的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu),我們可以定向改造或構(gòu)建新的蛋白質(zhì)用于科研或醫(yī)療領(lǐng)域。連云港透射電鏡技術(shù)應(yīng)用冷凍電鏡技術(shù)主要研究組織、細(xì)胞和微生物中的超微結(jié)構(gòu)。

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冷凍電鏡技術(shù)總結(jié):電子斷層成像技術(shù)則可用來(lái)研究一定厚度的亞細(xì)胞器在天然狀態(tài)下的內(nèi)部結(jié)構(gòu),由于樣品厚度的限制,能看到500-1000nm左右厚度的結(jié)構(gòu),的也可以了解整個(gè)細(xì)胞不同層面的內(nèi)部結(jié)構(gòu).盡管,我們能夠預(yù)言按目前電子冷凍斷層成像技術(shù)的發(fā)展會(huì)得到許多更誘人的信息。細(xì)胞內(nèi)存在大量分子機(jī)器和生物大分子復(fù)合物,并且與單個(gè)超分子相比要大,更容易對(duì)其進(jìn)行識(shí)別。這樣的事實(shí)使斷層技術(shù)的目標(biāo)變得簡(jiǎn)單了。在不久的將來(lái)關(guān)于細(xì)胞骨架,核孔復(fù)合體和核纖層,囊泡聚集和運(yùn)輸復(fù)合物以及其他一些細(xì)胞成分的一些基本問(wèn)題會(huì)得到更清晰的闡釋。這兩種方法都不需要對(duì)樣品進(jìn)行結(jié)晶,快速含水冰凍的制樣過(guò)程既不復(fù)雜,又保存了樣品的瞬時(shí)天然結(jié)構(gòu),有利于對(duì)復(fù)合物的功能進(jìn)行研究,圖像自動(dòng)化篩選過(guò)程將是今后提高分辨率的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。而電子晶體學(xué)則對(duì)具有對(duì)稱結(jié)構(gòu)的樣品進(jìn)行三維重構(gòu)具有很大的優(yōu)勢(shì),比如二十面體病毒,螺旋對(duì)稱結(jié)構(gòu)等,尤其適合膜蛋白的三維結(jié)構(gòu),并且是電子顯微術(shù)中目前只一能達(dá)到原子分辨率水平的方法。

冷凍電鏡技術(shù)揭示生物分子細(xì)節(jié):冷凍電鏡可以通過(guò)揭示細(xì)胞里發(fā)生的生命過(guò)程細(xì)節(jié),幫助人們了解很多有意思的生物學(xué)現(xiàn)象。比如,我們吃辣椒會(huì)覺(jué)得辣,是因?yàn)槔苯防镉幸环N叫做辣椒素的小分子。辣椒素與位于舌頭神經(jīng)末梢的膜蛋白TPRV1結(jié)合,打開(kāi)膜蛋白上的一個(gè)通道,讓細(xì)胞膜外面的離子向細(xì)胞膜內(nèi)部流動(dòng),這樣微小的流動(dòng)產(chǎn)生的電流通過(guò)神經(jīng)纖維較終傳遞到我們的大腦,讓我們感受到辣的感覺(jué)。2013年,科學(xué)家利用冷凍電鏡技術(shù),以近原子分辨率解析了膜蛋白TRPV1的通道結(jié)構(gòu),以及它與辣椒素相互結(jié)合的結(jié)構(gòu)。人們由此了解到,實(shí)際上是由于辣椒素結(jié)合到4個(gè)亞基所組成的通道膜蛋白上把孔道撐開(kāi),才使得離子可以穿透。冷凍電鏡技術(shù)之冷凍蝕刻電子顯微鏡優(yōu)點(diǎn):可研究細(xì)胞內(nèi)的膜性結(jié)構(gòu)及內(nèi)含物結(jié)構(gòu)。

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冷凍電子顯微技術(shù)的發(fā)展與完善經(jīng)歷了復(fù)雜而艱辛的探索,下面,我們將深入解析冷凍電子顯微鏡的工作原理、流程與儀器結(jié)構(gòu),揭開(kāi)它的廬山真面目。樣品制備:樣品快速冷凍技術(shù):樣品的原位冷凍固定處理是低溫電子顯微鏡標(biāo)本制備的開(kāi)始。冷凍電鏡采用的快速冷凍技術(shù)關(guān)鍵在于“快速”。這是由于:采用常規(guī)冷凍手段,水分子會(huì)在氫鍵作用下形成冰晶,一來(lái)會(huì)改變樣品結(jié)構(gòu),二來(lái)在成像過(guò)程中,冰晶體會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的電子衍射掩蓋樣品信號(hào)。而當(dāng)冷凍速率足夠快時(shí),水分子在形成晶體之前就會(huì)凝固成無(wú)定形的玻璃態(tài)冰,具有非晶態(tài)特性,保證了在電子束探測(cè)成像的過(guò)程中不會(huì)對(duì)樣品成像造成干擾。冷凍固定時(shí),樣品首先放置在由液氮冷卻的容器中,隨后被快速浸入液態(tài)乙烷中。采用液態(tài)乙烷作為冷凍劑的目的是為了使冷凍速率足夠快,在冷凍過(guò)程中,樣品將以每秒104至106K的速度被快速冷卻。生物樣品中的水被玻璃化冷凍后,樣品結(jié)構(gòu)就得到了保持和固定,同時(shí)玻璃化冰也不會(huì)在真空環(huán)境中揮發(fā),在一定程度上保護(hù)了樣品免受電子輻射的損傷。冷凍電鏡“分辨率改變”使其成為獲得優(yōu)于3?結(jié)構(gòu)的常規(guī)技術(shù)。韶關(guān)冷凍透射電子顯微鏡技術(shù)品牌

冷凍電鏡技術(shù)將生物分子進(jìn)行冷凍便可進(jìn)行高分辨率成像,還具有分辨率高等優(yōu)勢(shì)。徐州Cryo-TEM技術(shù)

冷凍電鏡技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景:冷凍電鏡主要應(yīng)用在結(jié)構(gòu)生物學(xué)和材料科學(xué)當(dāng)中,如在2020戴口罩戴口罩中研究人員通過(guò)冷凍電鏡技術(shù)在解析病毒結(jié)構(gòu)、推測(cè)其侵染人體細(xì)胞的路徑等傳播原理發(fā)揮了重要作用,研究人員將戴口罩的結(jié)構(gòu)與其他幾種冠狀病毒進(jìn)行了比較,發(fā)現(xiàn)2019-nCoV的S蛋白整體結(jié)構(gòu)與SARS病毒S蛋白的整體結(jié)構(gòu)相似,各個(gè)結(jié)構(gòu)之間具有高度同源性。在材料科學(xué)的應(yīng)用中,冷凍電鏡技術(shù)在一些對(duì)電子束、熱敏感材料,如鈣鈦礦材料、某些高分子材料、水凝膠、量子點(diǎn)等精細(xì)結(jié)構(gòu)的物理表征與機(jī)理研究中也具有巨大的應(yīng)用潛力。徐州Cryo-TEM技術(shù)