宜昌冷凍透射電子顯微鏡技術(shù)服務(wù)

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2023-08-31

單顆粒冷凍電鏡技術(shù)的顆粒挑選:接下來(lái)需要從原始數(shù)據(jù)中篩選出顆粒投影,也被稱為“顆粒挑選”,顆粒挑選的好壞也將影響所有后續(xù)的分析和處理過(guò)程,是一個(gè)重要并且繁瑣的步驟。顆粒挑選方式可以分為手動(dòng)挑選、半自動(dòng)挑選和完全自動(dòng)挑選這幾種。在早期的分析中,對(duì)于結(jié)構(gòu)的了解還非常少,優(yōu)先考慮的都是人工挑選。但是自動(dòng)的顆粒圖像獲取方法的出現(xiàn)使得在很短時(shí)間內(nèi)可以收集數(shù)十萬(wàn)張顆粒圖像,人工挑選大量的顆粒圖像不太現(xiàn)實(shí),并且人工的挑選通常會(huì)過(guò)于集中于某一類顆粒圖像,導(dǎo)致遺漏和偏差。半自動(dòng)和全自動(dòng)的方法主要有以下三類:(1)通過(guò)例如降噪、反襯增強(qiáng)、邊緣算子等圖像形態(tài)學(xué)方法搜索區(qū)域,基于數(shù)字圖像處理學(xué)的原理,將顆粒圖像與背景分離開(kāi)來(lái)。(2)基于模板的方法,通過(guò)掃描數(shù)據(jù)圖像和已知的模板比較來(lái)挑選出潛在的顆粒圖像,模板的來(lái)源通常為手動(dòng)選出的數(shù)據(jù)圖像中較為清晰的顆粒圖像,或者是已知結(jié)構(gòu)的投影。(3)結(jié)合無(wú)模板和有模板的方法,通過(guò)一些有監(jiān)督的機(jī)器學(xué)習(xí)算法進(jìn)行顆粒挑選。冷凍電鏡技術(shù)采用的快速冷凍技術(shù)關(guān)鍵在于“快速”。宜昌冷凍透射電子顯微鏡技術(shù)服務(wù)

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冷凍電鏡技術(shù)中的單顆粒分析法(Singleparticleanalysis,SPA):?jiǎn)晤w粒技術(shù)獲得投影的具體方法:制備很多具有同樣結(jié)構(gòu)的大分子樣品,將其進(jìn)行分散冷凍后進(jìn)行隨機(jī)的投影拍照,再通過(guò)計(jì)算模擬測(cè)定角度,對(duì)具有相同角度的粒子進(jìn)行組合,突出其中更特殊、更容易解釋的特征。單顆粒冷凍電鏡是針對(duì)單個(gè)粒子進(jìn)行重構(gòu)的技術(shù),但我們的研究對(duì)象往往是多構(gòu)象或結(jié)構(gòu)異質(zhì)的蛋白,顆粒之間存在細(xì)微差別,這是一些蛋白質(zhì)無(wú)法獲得高分辨結(jié)構(gòu)的重要原因之一。對(duì)于結(jié)構(gòu)異質(zhì)性樣品的分析,我們需要首先將樣品分成幾個(gè)同質(zhì)的子集,然后分別進(jìn)行三維重建。由于單顆粒分析法理論成像分辨率更高,尤其在分析具有同質(zhì)性結(jié)構(gòu)的樣品時(shí)表現(xiàn)出更方便、更優(yōu)異的成像能力,因此得到了更普遍的應(yīng)用。單顆粒分析法的研究對(duì)象可以是具有某種對(duì)稱性的顆粒,也可是不具有任何對(duì)稱性的蛋白分子或復(fù)合體,尤其是針對(duì)核糖體的表征。東莞單顆粒冷凍電鏡技術(shù)服務(wù)冷凍電鏡技術(shù)之冷凍蝕刻電子顯微鏡優(yōu)點(diǎn):樣品經(jīng)冷凍斷裂蝕刻后,能夠觀察到不同劈裂面的微細(xì)結(jié)構(gòu)。

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冷凍電子顯微鏡技術(shù)步驟之圖像采集:冷凍的樣品通過(guò)專門的設(shè)備一冷凍輸送器轉(zhuǎn)移到電鏡的樣品室。在照相之前,必須觀察樣品中的水是否處于玻璃態(tài),如果不是則應(yīng)重新制備樣品。由于生物樣品對(duì)高能電子的輻射敏感,照相時(shí)必須使用較小曝光技術(shù)。經(jīng)過(guò)透射電子顯微鏡中一系列復(fù)雜的過(guò)程,較終在記錄介質(zhì)上會(huì)形成樣品放大幾千倍至幾十萬(wàn)倍的圖像。利用計(jì)算機(jī)對(duì)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)。近年來(lái),一個(gè)技術(shù)上的重大突破是高分辨率圖像采集設(shè)備的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用?;诨パa(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)技術(shù)開(kāi)發(fā)的直接探測(cè)電子成像的裝置使電子顯微放大圖像的信噪比相對(duì)過(guò)去所使用的底片或電荷耦合元件(CCD)有了很大提高、進(jìn)而提高了成像的質(zhì)量。

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健康和提高人類生活質(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。將冷凍樣品保持低溫放置在透射電子顯微鏡下觀察,從而獲得生物大分子的結(jié)構(gòu),被稱為冷凍電鏡技術(shù)。

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冷凍電鏡技術(shù)之冷凍蝕刻電子顯微鏡:冷凍蝕刻電鏡技術(shù)是從50年代開(kāi)始發(fā)展起來(lái)的一種將斷裂和復(fù)型相結(jié)合的制備透射電鏡樣品技術(shù),亦稱冷凍斷裂或冷凍復(fù)型,用于細(xì)胞生物學(xué)等領(lǐng)域的顯微結(jié)構(gòu)研究。冷凍蝕刻電鏡的優(yōu)點(diǎn):①樣品通過(guò)冷凍,可使其微細(xì)結(jié)構(gòu)接近于活的狀態(tài);②樣品經(jīng)冷凍斷裂蝕刻后,能夠觀察到不同劈裂面的微細(xì)結(jié)構(gòu),進(jìn)而可研究細(xì)胞內(nèi)的膜性結(jié)構(gòu)及內(nèi)含物結(jié)構(gòu);③冷凍蝕刻的樣品,經(jīng)鉑、碳噴鍍而制備的復(fù)型膜,具有很強(qiáng)的立體感且能耐受電子束轟擊和長(zhǎng)期保存。冷凍電鏡技術(shù)之冷凍蝕刻電子顯微鏡優(yōu)點(diǎn):能耐受電子束轟擊和長(zhǎng)期保存。上海低溫電子顯微鏡技術(shù)哪里有

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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(guò)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(chǎng)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(chǎng)中發(fā)生偏轉(zhuǎn)的原理,透射電鏡中的一系列電磁透鏡對(duì)電子進(jìn)行匯聚,并對(duì)穿透樣品過(guò)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(wàn)倍的圖像,利用計(jì)算機(jī)對(duì)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)。宜昌冷凍透射電子顯微鏡技術(shù)服務(wù)

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