淮南Cryo-TEM技術(shù)應(yīng)用

來源: 發(fā)布時(shí)間:2023-05-17

低溫透射電鏡技術(shù)的應(yīng)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(jié)構(gòu)與有液相完全不同,因此必須用低溫透射電鏡表征其結(jié)構(gòu)。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(yīng)用低溫透射電鏡技術(shù),囊泡、膠束的結(jié)構(gòu)可以被原位的真實(shí)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的解析方面已經(jīng)取得了諸多突破的成果,相信在化學(xué)分子材料領(lǐng)域也會(huì)展現(xiàn)很好的應(yīng)用前景。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,對解開生命活動(dòng)的規(guī)律和機(jī)制等產(chǎn)生更大影響?;茨螩ryo-TEM技術(shù)應(yīng)用

淮南Cryo-TEM技術(shù)應(yīng)用,冷凍透射電子顯微鏡技術(shù)服務(wù)

單顆粒冷凍電鏡技術(shù)樣品的篩選和數(shù)據(jù)采集:在開始高分辨數(shù)據(jù)采集前,可以利用冷凍電鏡先對樣品質(zhì)量進(jìn)行評估,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)行此篩樣過程。待到樣品通過篩選,用戶可以利用300kV或200kV電鏡采集更大的數(shù)據(jù)量來幫助開展2D和3D分析。200kV-TalosArctica透射電鏡配備了直接電子探測相機(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直接電子探測相機(jī),另一臺(tái)配備有K2相機(jī)和能量過濾器,兩套電鏡均能夠進(jìn)行全自動(dòng)、長時(shí)間無人照看的數(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)生物軟件對數(shù)據(jù)集進(jìn)行計(jì)算處理。金華透射電子顯微鏡技術(shù)用途冷凍電鏡技術(shù)能夠從分子層面進(jìn)行詳細(xì)的研究,解析基于結(jié)構(gòu)的藥物研發(fā)的分子基礎(chǔ)。

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冷凍電鏡技術(shù)解析結(jié)構(gòu)的一般流程是怎樣的?對樣品的要求是什么?冷凍電鏡解析蛋白結(jié)構(gòu)一般流程為:蛋白表達(dá)純化;負(fù)染樣品準(zhǔn)備:約2小時(shí)完成;負(fù)染樣品的數(shù)據(jù)收集:約8小時(shí)完成;冷凍樣品的準(zhǔn)備:約4小時(shí)完成;冷凍樣品的數(shù)據(jù)收集:48-120小時(shí)完成。三維結(jié)構(gòu)重建。冷凍電鏡解析蛋白結(jié)構(gòu)對蛋白質(zhì)的要求:分子量:一般需要樣品的分子量在200kD以上。緩沖液:緩沖液中不能含有多糖,DMSO,甘油等有機(jī)物質(zhì),這些會(huì)降低樣品的襯度,難以獲得高分辨的三維結(jié)構(gòu)。一般而言,緩沖液為20mMHepes,150mMNaCl。濃度:一般而言,可溶性蛋白濃度應(yīng)在1mg/ml左右,膜蛋白應(yīng)保證濃度在5mg/ml左右。體積:20ul足夠(前提是需要蛋白濃度達(dá)標(biāo),做一個(gè)樣品3ul左右)。均一性:分子篩行為表現(xiàn)為單一的峰,均一性大于90%。

冷凍電鏡技術(shù)揭示生物分子細(xì)節(jié):在透射電子顯微鏡下,高能電子束穿透每一個(gè)分子,如同X光穿過人的身體一樣,可以拍攝到分子的形貌和它內(nèi)部的結(jié)構(gòu)信息??茖W(xué)家們利用計(jì)算機(jī)將樣本里的每一個(gè)分子提取出來,把相似的分子予以歸類,然后疊加、平均獲得其內(nèi)部結(jié)構(gòu)更為精細(xì)的圖像,由此得到分子不同方向的二維結(jié)構(gòu),較后經(jīng)過計(jì)算機(jī)三維重構(gòu)算法,可以得到分子的三維模型。這一過程被稱為冷凍電鏡三維重構(gòu)解析。冷凍電鏡技術(shù)的發(fā)展,使得現(xiàn)在的人類可以對細(xì)胞內(nèi)的生命活動(dòng)有更多了解。未來,科學(xué)家將借助冷凍電鏡技術(shù)繼續(xù)對復(fù)雜生命體的解讀。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)的原理:冷凍電子顯微學(xué)解析生物大分子及細(xì)胞結(jié)構(gòu)的中心是透射電鏡成像,其基本過程包括樣品制備、透射電鏡成像、圖像處理及結(jié)構(gòu)解析等幾個(gè)基本步驟。在透射電鏡成像中,電子槍產(chǎn)生的電子在高壓電場中被加速至亞光速并在高真空的顯微鏡內(nèi)部運(yùn)動(dòng),根據(jù)高速運(yùn)動(dòng)的電子在磁場中發(fā)生偏轉(zhuǎn)的原理,透射電鏡中的一系列電磁透鏡對電子進(jìn)行匯聚,并對穿透樣品過程中與樣品發(fā)生相互作用的電子進(jìn)行聚焦成像以及放大,Z后在記錄介質(zhì)上形成樣品放大幾千倍至幾十萬倍的圖像,利用計(jì)算機(jī)對這些放大的圖像進(jìn)行處理分析即可獲得樣品的精細(xì)結(jié)構(gòu)。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)。金華透射電子顯微鏡技術(shù)用途

冷凍電鏡技術(shù)的基本原理利用快速冷凍技術(shù)將其瞬間冷凍至液氮溫度下?;茨螩ryo-TEM技術(shù)應(yīng)用

冷凍電子顯微鏡技術(shù)具有研究對象普遍、樣品需求量少、更接近生理狀態(tài)等獨(dú)特優(yōu)勢,隨著電子顯微鏡的硬件設(shè)備和結(jié)構(gòu)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(shù)必將在研究對象、分辨率水平和研究方法等各個(gè)方面取得重大進(jìn)展。當(dāng)然,冷凍電鏡技術(shù)也面臨著許多技術(shù)上的挑戰(zhàn),怎樣改進(jìn)樣品的制備技術(shù),如何如何客觀地對三維重構(gòu)的結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)、明確結(jié)構(gòu)解析的分辨率以及對生物大分子構(gòu)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(jī)遇也就越多。相信有關(guān)的研究者們,一定能夠冷靜抓住機(jī)遇,勇敢迎接挑戰(zhàn),讓冷凍電鏡技術(shù)在結(jié)構(gòu)生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)等領(lǐng)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。淮南Cryo-TEM技術(shù)應(yīng)用

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