淮南透射電子顯微鏡技術(shù)用途

來源: 發(fā)布時(shí)間:2023-09-21

冷凍電鏡技術(shù)工作流程:首先是樣品制備。高純度、高濃度的蛋白樣品溶液被滴在一個(gè)特制的樣品載網(wǎng)上面。載網(wǎng)由一張布滿小孔的超薄非晶碳薄膜和金屬支撐框架組成,在表面張力的作用下,微孔上會形成一層跨孔的薄水膜。將多余溶液吸走后,把載有蛋白溶液超薄膜的載網(wǎng)迅速投入到液態(tài)乙烷冷凍劑中使其快速冷凍,從而使蛋白質(zhì)分散固定在玻璃態(tài)的冰膜中。然后電鏡圖像采集。選擇較有可能產(chǎn)生較佳圖像的較佳顆粒密度和玻璃態(tài)冰厚度的樣品。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,對解開生命活動的規(guī)律和機(jī)制等產(chǎn)生更大影響?;茨贤干潆娮语@微鏡技術(shù)用途

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冷凍電鏡技術(shù)揭示生物分子細(xì)節(jié):科學(xué)家在透射電子顯微鏡之上發(fā)明了冷凍電鏡,實(shí)現(xiàn)了生物分子“近原子級”的分辨率,讓人類終于可以一窺究竟生物分子是如何執(zhí)行其功能。在過去幾年里,冷凍電子顯微鏡技術(shù)逐漸成為結(jié)構(gòu)生物學(xué)的重要研究工具。冷凍電鏡技術(shù)的基本原理是將生物大分子溶液置于電鏡載網(wǎng)上形成一層非常薄的水膜,然后利用快速冷凍技術(shù)將其瞬間冷凍至液氮溫度下。冷凍速度非??欤灾劣谒o法形成晶體,而是形成一層玻璃態(tài)的冰。生物大分子就被固定在這層薄冰里。將這樣的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)。珠海低溫透射電鏡技術(shù)哪家好冷凍電鏡技術(shù)中的單顆粒分析法:是針對單個(gè)粒子進(jìn)行重構(gòu)的技術(shù)。

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冷凍電鏡技術(shù)未來之路在何方?除了蛋白等生物大分子外,生物樣品還有很重要的一面是細(xì)胞和組織。即使是目前有很多重要的蛋白結(jié)構(gòu)都得到了埃米級別的解析,但由于它們都是純化出來的,已經(jīng)脫離了原來位置,就如同一片樹葉脫離了大樹,研究的再深刻,目前也只是一葉遮目,不要說推測這片樹葉在森林里的位置,即使是在哪顆特定大樹上的生長部位和結(jié)構(gòu)都很難說。因此解析細(xì)胞或組織這樣大尺度的高分辨精細(xì)結(jié)構(gòu)具有更普遍的生物學(xué)意義。

單顆粒冷凍電鏡技術(shù):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(jié)構(gòu)均一、分散的全同樣品顆粒進(jìn)行成像,再經(jīng)圖像處理及重構(gòu)計(jì)算獲得樣品的三維結(jié)構(gòu)??裳芯可锎蠓肿釉谌芤褐械慕Y(jié)構(gòu)及構(gòu)象變化、無需結(jié)晶、所需樣品量相對較少,適合于蛋白質(zhì)、病毒等生物大分子及其復(fù)合物的結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究。樣品制備:可以根據(jù)樣品、電鏡載網(wǎng)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(shí),組織中的生物大分子能夠長期保持穩(wěn)定性、細(xì)胞活性及組織微觀結(jié)構(gòu),同時(shí),在低溫下,生物樣品耐受電子輻照劑量增強(qiáng),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(fù)的安自動化樣品玻璃化制備過程,其在恒定的物理和機(jī)械條件下(如溫度、相對濕度、吸濕條件和冷凍速度)對樣品進(jìn)行冷凍固定確保生物樣品在低溫狀態(tài)下仍保持天然構(gòu)象。雖然冷凍電鏡技術(shù)屬于前沿技術(shù),但目前已經(jīng)有利用冷凍電鏡基于結(jié)構(gòu)研發(fā)的藥物進(jìn)入臨床試驗(yàn)。

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冷凍電鏡技術(shù)是在20世紀(jì)70年代提出的,早在20世紀(jì)70年代科學(xué)家們就利用冷凍電鏡研究病毒分子的結(jié)構(gòu),頭次提出了冷凍電鏡技術(shù)的原理、方法以及流程的概念。冷凍電鏡的發(fā)展:冷凍電鏡到底是什么?從上世紀(jì)70年代興起至今,冷凍電子顯微技術(shù)(cryo-EM)已經(jīng)跨越了40多年的發(fā)展歷史,經(jīng)歷了冷凍制樣、單顆粒圖像分析和三維重構(gòu)算法等關(guān)鍵性技術(shù)的突破。通俗而言,冷凍電鏡就是在傳統(tǒng)透射電子顯微鏡之上,加上了低溫傳輸系統(tǒng)和冷凍防污染系統(tǒng)。冷凍電鏡技術(shù)中單顆粒分析法優(yōu)點(diǎn):樣品受總輻射值小;對稱顆粒的解析分辨率更高。宜昌原位冷凍電鏡技術(shù)服務(wù)電話

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)?;茨贤干潆娮语@微鏡技術(shù)用途

冷凍電鏡技術(shù)近年來獲得了迅猛的發(fā)展,取得了許多具有重大意義的成果。冷凍電鏡將生物分子進(jìn)行冷凍便可進(jìn)行高分辨率成像,還具有分辨率高、更接近天然狀態(tài)、適用研究對象普遍等優(yōu)勢。同時(shí),系統(tǒng)地綜述了冷凍電鏡技術(shù)在科學(xué)研究中的應(yīng)用,并展望冷凍電鏡技術(shù)未來的發(fā)展。冷凍電鏡(cryo-electronmicroscopy,cryo-EM)技術(shù),是在低溫下使用透射電子顯微鏡觀察樣品的顯微技術(shù),即把樣品冷凍并保持低溫放進(jìn)顯微鏡里面,用高度相干的電子作為光源從上面照射,透過樣品和附近的冰層,受到散射,再利用探測器和透鏡系統(tǒng)把散射信號成像記錄下來,較后進(jìn)行信號處理,得到樣品的結(jié)構(gòu)。淮南透射電子顯微鏡技術(shù)用途