廣州冷凍透射電鏡技術(shù)原理

冷凍電鏡技術(shù)也正在成為助力醫(yī)藥研發(fā)的有力手段。依托對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的理解，科學(xué)家正在開(kāi)發(fā)更有效的治Ca藥、打菌素、止痛藥、麻醉劑等。中國(guó)過(guò)去10多年里，建成了世界上較大的冷凍電鏡設(shè)施。中國(guó)的科學(xué)家，也在冷凍電鏡領(lǐng)域取得了很多舉世矚目的成就，引起了世界的普遍關(guān)注。比如清華大學(xué)的施一公團(tuán)隊(duì)，對(duì)老年癡呆癥相關(guān)的重要蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了解析，對(duì)于我們理解它的發(fā)病機(jī)理甚至開(kāi)發(fā)重要治療方法有重要意義。他們對(duì)剪接體復(fù)合體一系列結(jié)構(gòu)的研究幫助我們理解細(xì)胞的演化、細(xì)胞的基因調(diào)控和其他一些相關(guān)疾病有著重要意義。2019年，中國(guó)科學(xué)家利用冷凍電鏡技術(shù)解析到世界上目前分辨率較高的豬瘟病毒結(jié)構(gòu)，這對(duì)我們了解該病毒的發(fā)病機(jī)理，以及如何更好開(kāi)發(fā)疫苗具有重要意義。冷凍電鏡技術(shù)之冷凍掃描電鏡是防止樣品丟失水分的特別有效方法，它能應(yīng)用于任何真空狀態(tài)。廣州冷凍透射電鏡技術(shù)原理

冷凍電子顯微鏡技術(shù)中單顆粒重構(gòu)技術(shù)：該技術(shù)也叫做單顆粒分析，主要適用于結(jié)構(gòu)具有全同性的生物大分子的結(jié)構(gòu)解析，蛋白質(zhì)的分子量通常要求在100KD以上，在顆粒數(shù)目足夠多的情況下，理論上其分辨率可以達(dá)到原子水平。該方法的圖像處理和三維重構(gòu)計(jì)算過(guò)程如下:從原始的電鏡照片中將顆粒圖像挑選出來(lái)，對(duì)其進(jìn)行二維圖像對(duì)中、分類(lèi)和平均，然后通過(guò)計(jì)算等價(jià)線的方法推算各分類(lèi)圖的取向，利用傅里葉重構(gòu)法建立始三維結(jié)構(gòu)模型，通過(guò)對(duì)原始圖片或分類(lèi)平均圖與結(jié)構(gòu)模型投影的匹配，優(yōu)化取向參數(shù)，進(jìn)而得到更準(zhǔn)確的三維結(jié)構(gòu)模型，如此反復(fù)對(duì)初始結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行修正，直到收斂獲得較終的結(jié)果。單顆粒重構(gòu)技術(shù)近年來(lái)發(fā)展迅速，應(yīng)用普遍，不斷有文章報(bào)道利用此技術(shù)所獲得的大分子復(fù)合物的三維結(jié)構(gòu)。廣州冷凍透射電鏡技術(shù)原理冷凍電鏡技術(shù)既完美契合了結(jié)構(gòu)生物學(xué)的基礎(chǔ)研究，又能夠助力加速基于結(jié)構(gòu)的藥物研發(fā)。

冷凍電鏡技術(shù)中的電子斷層掃描技術(shù)與單顆粒分析法的比較：?jiǎn)晤w粒分析法：它的優(yōu)點(diǎn)：解析生物大分子的理論分辨率可達(dá)原子級(jí)；樣品受總輻射值??；對(duì)稱顆粒的解析分辨率更高；分子量越大，結(jié)果越好；電子斷層掃描技術(shù)：優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單直接；對(duì)樣品的要求較低；常用于對(duì)細(xì)胞或者生物組織結(jié)構(gòu)的三維重構(gòu)；但是，對(duì)同一樣品位置多次拍照時(shí)，電子束對(duì)樣品的輻照損傷就會(huì)成為了比較嚴(yán)重的問(wèn)題；當(dāng)樣品旋轉(zhuǎn)角度受到電子束透過(guò)樣品厚度能力的限制。

冷凍電鏡技術(shù)究竟是什么呢？一直以來(lái)，科學(xué)家們不斷進(jìn)行基礎(chǔ)生命科學(xué)的探究，探究細(xì)胞內(nèi)的生命規(guī)律，為人類(lèi)健康及其他學(xué)科提供借鑒。而分子是生命體中行使功能的較小單元，生命科學(xué)研究也逐步發(fā)展到了微觀生物分子的結(jié)構(gòu)與功能研究階段，以期逐步加深對(duì)生命過(guò)程的認(rèn)知。充分的基礎(chǔ)研究不只能幫助我們深刻認(rèn)識(shí)生命過(guò)程，并且能夠幫助改善人類(lèi)健康和提高人類(lèi)生活質(zhì)量?？茖W(xué)家們能夠通過(guò)生命科學(xué)研究幫助確定新的藥物靶點(diǎn)，并進(jìn)行基于靶點(diǎn)的藥物篩選，提高藥物研究的成功率、安全性和有效性。并且隨著生物制品尤其抗體大分子藥物的發(fā)展，冷凍電鏡技術(shù)越來(lái)越多地應(yīng)用于活性生物分子結(jié)構(gòu)的解析中。冷凍電鏡技術(shù)，是一種重要的結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究方法。

低溫冷凍透射電鏡技術(shù)的特點(diǎn)：相對(duì)于常溫透射電鏡，低溫透射電鏡的優(yōu)勢(shì)有：①快速冷凍制樣技術(shù)將樣品固定在玻璃態(tài)的冰層中，避免了水或溶劑結(jié)晶對(duì)樣品結(jié)構(gòu)的破壞，能夠保持液相中有機(jī)分子自組裝體和化學(xué)反應(yīng)中間體的微觀結(jié)構(gòu)，避免了樣品干燥引起的結(jié)構(gòu)變化;②高分子及化學(xué)反應(yīng)體系常常具有非平衡態(tài)結(jié)構(gòu)，快速冷凍制樣技術(shù)能夠保持住非平衡態(tài)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而得以觀察;③低溫條件能夠盡可能保持有機(jī)和高分子等軟物質(zhì)材料的微觀結(jié)構(gòu)，明顯減少電子束對(duì)樣品的損傷。冷凍電鏡技術(shù)之冷凍掃描電鏡是克服樣品含水問(wèn)題的一個(gè)快速、可靠和有效的方法。連云港TEM技術(shù)服務(wù)電話

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。廣州冷凍透射電鏡技術(shù)原理

單顆粒冷凍電鏡技術(shù)樣品的篩選和數(shù)據(jù)采集：在開(kāi)始高分辨數(shù)據(jù)采集前，可以利用冷凍電鏡先對(duì)樣品質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估，包括但不限于蛋白濃度、穩(wěn)定性和分布，冰層厚度、質(zhì)量和載網(wǎng)各處的均一性等的檢查。用戶可以在120kV電鏡或200kV電鏡上進(jìn)行此篩樣過(guò)程。待到樣品通過(guò)篩選，用戶可以利用300kV或200kV電鏡采集更大的數(shù)據(jù)量來(lái)幫助開(kāi)展2D和3D分析。200kV-TalosArctica透射電鏡配備了直接電子探測(cè)相機(jī)FalconIII,在樣品質(zhì)量較高時(shí)，較高可以獲得<3?的數(shù)據(jù)。目前的300kV-TitianKrios透射電鏡有兩套，其中一臺(tái)配備了目前行業(yè)前列的K3直接電子探測(cè)相機(jī)，另一臺(tái)配備有K2相機(jī)和能量過(guò)濾器，兩套電鏡均能夠進(jìn)行全自動(dòng)、長(zhǎng)時(shí)間無(wú)人照看的數(shù)據(jù)收集操作，可實(shí)現(xiàn)樣品的大規(guī)模數(shù)據(jù)采集，并獲得極高分辨率的結(jié)構(gòu)信息。收集得到數(shù)以萬(wàn)計(jì)的單顆粒物照片后，用戶可以使用平臺(tái)集群已安裝的常用三維重構(gòu)計(jì)算軟件以及相關(guān)生物軟件對(duì)數(shù)據(jù)集進(jìn)行計(jì)算處理。廣州冷凍透射電鏡技術(shù)原理