深圳低溫電子顯微鏡技術

冷凍電鏡技術之冷凍透射電鏡：冷凍透射電鏡(Cryo-TEM)通常是在普通透射電鏡上加裝樣品冷凍設備，將樣品冷卻到液氮溫度(77K)，用于觀測蛋白、生物切片等對溫度敏感的樣品。通過對樣品的冷凍，可以降低電子束對樣品的損傷，減小樣品的形變，從而得到更加真實的樣品形貌。它的優(yōu)點主要體現在以下幾個方面：首先是加速電壓高，電子能穿透厚樣品;第二是透鏡多，光學性能好;第三是樣品臺穩(wěn)定;第四是全自動，自動換液氮，自動換樣品，自動維持清潔。冷凍電鏡技術的獨特優(yōu)勢：它與X射線晶體學、核磁共振一起構成了結構生物學研究的基礎。深圳低溫電子顯微鏡技術

單顆粒冷凍電鏡技術：生物大分子快速冷凍后，在低溫下利用透射電子顯微鏡對結構均一、分散的全同樣品顆粒進行成像，再經圖像處理及重構計算獲得樣品的三維結構?？裳芯可锎蠓肿釉谌芤褐械慕Y構及構象變化、無需結晶、所需樣品量相對較少，適合于蛋白質、病毒等生物大分子及其復合物的結構生物學研究。樣品制備：可以根據樣品、電鏡載網和其他使用條件，摸索合適的單顆粒樣品制備條件，純化、收集濃度范圍從幾微升50nM至5uM濃度的蛋白溶液來制備單顆粒電鏡樣品。在-196℃時，組織中的生物大分子能夠長期保持穩(wěn)定性、細胞活性及組織微觀結構，同時，在低溫下，生物樣品耐受電子輻照劑量增強，且其在電鏡鏡筒的高真空環(huán)境中脫水變形的問題也得以解決。Vitrobot和EMGP2均能夠提供快速、簡單、可重復的安自動化樣品玻璃化制備過程，其在恒定的物理和機械條件下（如溫度、相對濕度、吸濕條件和冷凍速度）對樣品進行冷凍固定確保生物樣品在低溫狀態(tài)下仍保持天然構象。宜昌單顆粒冷凍電鏡技術方案冷凍電鏡技術之冷凍透射電鏡優(yōu)點：透鏡多，光學性能好。

冷凍電鏡技術中的電子斷層掃描技術與單顆粒分析法的比較：單顆粒分析法：它的優(yōu)點：解析生物大分子的理論分辨率可達原子級；樣品受總輻射值小；對稱顆粒的解析分辨率更高；分子量越大，結果越好；電子斷層掃描技術：優(yōu)點：簡單直接；對樣品的要求較低；常用于對細胞或者生物組織結構的三維重構；但是，對同一樣品位置多次拍照時，電子束對樣品的輻照損傷就會成為了比較嚴重的問題；當樣品旋轉角度受到電子束透過樣品厚度能力的限制。

冷凍電鏡技術之冷凍掃描電鏡：掃描電鏡工作者都面臨著一個不能回避的事實，就是所有生命科學以及許多材料科學的樣品都含有液體成分。很多動植物組織的含水量達到98%，這是掃描電鏡工作者比較難對付的樣品問題。冷凍掃描電鏡(Cryo-SEM)技術是克服樣品含水問題的一個快速、可靠和有效的方法。這種技術還被普遍地用于觀察一些“困難”樣品，如那些對電子束敏感的具有不穩(wěn)定性的樣品。各種高壓模式如VP、LVESEM的出現，已允許掃描電鏡觀察未經冷凍和干燥的樣品。但是，冷凍掃描電鏡仍然是防止樣品丟失水分的Z有效方法，它能應用于任何真空狀態(tài)，包括裝于掃描電鏡的Peltier臺以及向樣品室內沖以水汽的裝置。冷凍掃描電鏡還有一些其他優(yōu)點，如具有冷凍斷裂的能力以及可以通過控制樣品升華刻蝕來選擇性地去除表面水分(冰)等。冷凍電鏡技術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。

冷凍電子顯微鏡技術：目前使用的幾種主要的結構解析方法包括:電子晶體學單顆粒重構技術和電子斷層掃描重構技術等。電子晶體學：電子晶體學技術利用電子顯微鏡的成像和電子衍射的功能，從生物大分子的二維晶體獲取結構信息，解析其三維結構。生物大分子在空間中有序排列，可以形成三維晶體，也可以形成二維晶體對于二維晶體來說，其只在X-Y平面內具有平移對稱性，電子波照射到二維晶體上時能夠發(fā)生衍射。根據電子顯微鏡記錄的二維圖像來確定相位，利用二維晶體的衍射圖譜來確定振幅，從而通過反傅里葉變換計算出大分子的密度投影，之后再利用三維重構技術獲得大分子的三維結構圖，從而解析出生物大分子的三維結構。該方法的特點是解析分辨率較高，可達到近原子分辨率。但獲得蛋白的二維晶體來作為樣品，仍然是一項非常具有挑戰(zhàn)性的工作。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。東莞TEM技術方案

冷凍電鏡技術的基本原理利用快速冷凍技術將其瞬間冷凍至液氮溫度下。深圳低溫電子顯微鏡技術

冷凍電子顯微鏡技術在20世紀70年代時提出，經過近10年的努力，在80年代趨于成熟，近年來已經進入了快速發(fā)展的時期。它的研究對象非常普遍，包括病毒、蛋白、肌絲、蛋白質核昔酸復合體、亞細胞器等。一方面，冷凍電微鏡技術所研究的生物樣品既可以是具有二維晶體結構的，也可以是非晶體的;而且對于樣品的分子量沒有限制。因此，很大程度突破了X-射線晶體學只能研究三維晶體樣品和核磁共振波譜學只能研究小分子量(小于100KD)樣品的限制。另一方面，生物樣品是通過快速冷凍的方法進行固定的，克了因化服學固定、染色、金屬鍍膜等過程對樣品構象的影響，更加接近樣品的生活狀態(tài)。深圳低溫電子顯微鏡技術

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