宜昌單顆粒冷凍電鏡技術平臺

冷凍電鏡技術的應用場景：冷凍電鏡主要應用在結構生物學和材料科學當中，如在2020戴口罩戴口罩中研究人員通過冷凍電鏡技術在解析病毒結構、推測其侵染人體細胞的路徑等傳播原理發(fā)揮了重要作用，研究人員將戴口罩的結構與其他幾種冠狀病毒進行了比較，發(fā)現(xiàn)2019-nCoV的S蛋白整體結構與SARS病毒S蛋白的整體結構相似，各個結構之間具有高度同源性。在材料科學的應用中，冷凍電鏡技術在一些對電子束、熱敏感材料，如鈣鈦礦材料、某些高分子材料、水凝膠、量子點等精細結構的物理表征與機理研究中也具有巨大的應用潛力。冷凍電鏡技術具有更接近天然狀態(tài)、適用研究對象普遍等優(yōu)勢。宜昌單顆粒冷凍電鏡技術平臺

冷凍電鏡技術未來之路在何方?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胞和組織。即使是目前有很多重要的蛋白結構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構都很難說。因此解析細胞或組織這樣大尺度的高分辨精細結構具有更普遍的生物學意義。宜昌單顆粒冷凍電鏡技術平臺冷凍電鏡技術之冷凍透射電鏡優(yōu)點：透鏡多，光學性能好。

冷凍電鏡技術具有分辨率高、更接近天然狀態(tài)、適用研究對象普遍等特點，越來越多的科學家開始把冷凍電鏡技術作為研究的一個新方向。冷凍電鏡技術與X射線技術和核磁共振技術互相補充，讓絕大多數(shù)的蛋白質(zhì)的結構都可以被解析。眾多領域的研究者們將在未來冷凍電鏡新的技術方法的開發(fā)中發(fā)揮重要的作用，成為該技術的進一步完善與成熟的重要力量。冷凍電鏡領域研究者們則需要以主動開放的態(tài)度吸引其他領域研究者的合作，并積極迎接來自更多領域研究者的挑戰(zhàn)，保持并發(fā)展自己的技術特長，站在技術發(fā)展的制高點上選準研究方向，始終在冷凍電鏡的技術前沿上開疆拓土。

冷凍電子顯微鏡技術步驟之樣品制備：用于冷凍電鏡研究的生物樣品必須非常純凈。生物樣品是在高真空的條件下成像的，所以樣品的制備既要能夠保持本身的結構又能抗脫水、電子輻射?，F(xiàn)在普遍采用的方法是通過快速冷凍使含水樣品中的水處于玻璃態(tài)，也就是在親水的支持膜上將含水樣品包埋在一層較樣品略高的薄冰內(nèi)。冰的結構多種多樣，包括六角形冰、立方體冰等，其物理狀態(tài)與冷凍速率有關。若要形成玻璃態(tài)(即無定形態(tài))的冰，需要冷凍速率達到每秒鐘104攝氏度。此時，冰的結構呈現(xiàn)各向同性，不會因成像角度不同而導致圖像產(chǎn)生偏差。該方法有兩個步驟:一是將樣品在載網(wǎng)上形成一薄層水膜:二是將第步獲得的含水薄膜樣品快速冷凍。在多數(shù)情況下，用手工將載網(wǎng)迅速浸入液氮內(nèi)可使水冷凍成為玻璃態(tài)。其優(yōu)點在于將樣品保持在接近生活狀態(tài)，不會因脫水而變形，同時可以減少輻射損傷。冷凍電鏡技術中的單顆粒分析法：是針對單個粒子進行重構的技術。

冷凍電子顯微鏡技術中電子斷層掃描重構技術：電子斷層掃描技術是從一個物體的投影圖像重構獲得物體內(nèi)部結構的技術，通過獲取同一物體的多個連續(xù)角度下的二維投影圖來反向重構它的三維結構。簡單地說，電子斷層掃描技術就是將一個物體(樣品)沿著一個與電子束垂直的軸旋轉(zhuǎn)，每旋轉(zhuǎn)一個角度，采集這個物體在相對應方向上的二維投影像，通過對這些二維投影圖的處理(相互配準)，將不同角度的二維投影圖反向重構(如加權背投影等方法)，獲得樣品整體三維結構的技術。電子斷層成像適合于在納米級尺度上研究不具有結構均一性的蛋白、病毒、細胞器以及它們之間組成的復合體的三維結構。與電子晶體學和單顆粒技術相比，這種技術無需樣品顆粒具有結構同一性，也不強調(diào)樣品具有一定的對稱性。因此，雖然目前電子斷層成像所獲得的結構的分辨率(約4~10納米)不能與以上兩種技術相比，但其在研究非定形、不對稱和不具全同性的生物樣品的三維結構和功能中有著不可替代的作用。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構，被稱為冷凍電鏡技術。蘇州冷凍電鏡技術應用

冷凍電鏡技術采用的快速冷凍技術關鍵在于“快速”。宜昌單顆粒冷凍電鏡技術平臺

冷凍電鏡技術究竟是什么呢？一直以來，科學家們不斷進行基礎生命科學的探究，探究細胞內(nèi)的生命規(guī)律，為人類健康及其他學科提供借鑒。而分子是生命體中行使功能的較小單元，生命科學研究也逐步發(fā)展到了微觀生物分子的結構與功能研究階段，以期逐步加深對生命過程的認知。充分的基礎研究不只能幫助我們深刻認識生命過程，并且能夠幫助改善人類健康和提高人類生活質(zhì)量。科學家們能夠通過生命科學研究幫助確定新的藥物靶點，并進行基于靶點的藥物篩選，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，冷凍電鏡技術越來越多地應用于活性生物分子結構的解析中。宜昌單顆粒冷凍電鏡技術平臺

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