冷凍電鏡技術(shù)也正在成為助力醫(yī)藥研發(fā)的有力手段。依托對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的理解,科學(xué)家正在開發(fā)更有效的治Ca藥、打菌素、止痛藥、麻醉劑等。中國過去10多年里,建成了世界上較大的冷凍電鏡設(shè)施。中國的科學(xué)家,也在冷凍電鏡領(lǐng)域取得了很多舉世矚目的成就,引起了世界的普遍關(guān)注。比如清華大學(xué)的施一公團(tuán)隊,對老年癡呆癥相關(guān)的重要蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了解析,對于我們理解它的發(fā)病機(jī)理甚至開發(fā)重要治療方法有重要意義。他們對剪接體復(fù)合體一系列結(jié)構(gòu)的研究幫助我們理解細(xì)胞的演化、細(xì)胞的基因調(diào)控和其他一些相關(guān)疾病有著重要意義。2019年,中國科學(xué)家利用冷凍電鏡技術(shù)解析到世界上目前分辨率較高的豬瘟病毒結(jié)構(gòu),這對我們了解該病毒的發(fā)病機(jī)理,以及如何更好開發(fā)疫苗具有重要意義。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)。溫州冷凍電子顯微鏡技術(shù)品牌
冷凍電子顯微鏡技術(shù)之樣品成像:低劑量輻照成像,普通的樣品材料在進(jìn)行TEM表征時,電子劑量越高,成像質(zhì)量越好。但生物樣品受到的輻照損傷卻是和累積的輻照總劑量相關(guān)的。更詳細(xì)一點說,隨著輻照劑量的增加,輻照損傷對高分辨細(xì)節(jié)的破壞更嚴(yán)重。因此,為了盡可能地獲得更多的細(xì)節(jié),就必須要對樣品采用用低劑量輻照成像。在冷凍電鏡技術(shù)中,常用的低劑量輻照成像法有兩種:冷凍電子斷層掃描法,單顆粒分析成像法。冷凍電鏡技術(shù)中的電子斷層掃描技術(shù)(cryogeniccomputedtomography):進(jìn)行斷層掃描時,樣品被連續(xù)不停地旋轉(zhuǎn),并在每個旋轉(zhuǎn)角度上都進(jìn)行一次成像。每一幅電子顯微像是物體在不同投影方向的二維投影像,經(jīng)傅立葉變換會得到一系列不同取向的截面,當(dāng)截面足夠多時,會得到傅立葉空間的三維信息,再經(jīng)傅立葉反變換便能得到物體的三維結(jié)構(gòu)。東莞冷凍電子顯微鏡技術(shù)冷凍電鏡技術(shù)之冷凍透射電鏡通過對樣品的冷凍,降低電子束對樣品的損傷,從而得到更加真實的樣品形貌。
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)基本原理之三維冷凍電鏡技術(shù):樣品經(jīng)過在液氮中的冷凍固定,使得生物大分子中的H2O分子以玻璃態(tài)的形式存在,保持低溫,將樣品放入顯微鏡,高度相干的電子作為光源從上面照射下來,透過樣品和附近的冰層,受到散射,利用探測器和透鏡系統(tǒng)把散射的信號成像記錄下來,再進(jìn)行信號處理,較后利用三維重構(gòu)的技術(shù)得到樣品的三維結(jié)構(gòu)。冷凍電鏡技術(shù)的獨(dú)特優(yōu)勢分辨率高:光學(xué)顯微鏡的分辨率為0.2μm,透射電子顯微鏡的分辨率為0.2nm,透射電子顯微鏡在光學(xué)顯微鏡的基礎(chǔ)上放大了1000倍。冷凍電鏡技術(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)。
冷凍電鏡技術(shù)揭示生物分子細(xì)節(jié):冷凍電鏡可以通過揭示細(xì)胞里發(fā)生的生命過程細(xì)節(jié),幫助人們了解很多有意思的生物學(xué)現(xiàn)象。比如,我們吃辣椒會覺得辣,是因為辣椒里有一種叫做辣椒素的小分子。辣椒素與位于舌頭神經(jīng)末梢的膜蛋白TPRV1結(jié)合,打開膜蛋白上的一個通道,讓細(xì)胞膜外面的離子向細(xì)胞膜內(nèi)部流動,這樣微小的流動產(chǎn)生的電流通過神經(jīng)纖維較終傳遞到我們的大腦,讓我們感受到辣的感覺。2013年,科學(xué)家利用冷凍電鏡技術(shù),以近原子分辨率解析了膜蛋白TRPV1的通道結(jié)構(gòu),以及它與辣椒素相互結(jié)合的結(jié)構(gòu)。人們由此了解到,實際上是由于辣椒素結(jié)合到4個亞基所組成的通道膜蛋白上把孔道撐開,才使得離子可以穿透。冷凍電鏡技術(shù)可以通過揭示細(xì)胞里發(fā)生的生命過程細(xì)節(jié),幫助人們了解很多有意思的生物學(xué)現(xiàn)象。深圳低溫冷凍透射電鏡技術(shù)哪家好
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冷凍電鏡技術(shù)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(xué)家開始把冷凍電鏡技術(shù)作為研究的一個新方向。冷凍電鏡技術(shù)與X射線技術(shù)和核磁共振技術(shù)互相補(bǔ)充,讓絕大多數(shù)的蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)都可以被解析。眾多領(lǐng)域的研究者們將在未來冷凍電鏡新的技術(shù)方法的開發(fā)中發(fā)揮重要的作用,成為該技術(shù)的進(jìn)一步完善與成熟的重要力量。冷凍電鏡領(lǐng)域研究者們則需要以主動開放的態(tài)度吸引其他領(lǐng)域研究者的合作,并積極迎接來自更多領(lǐng)域研究者的挑戰(zhàn),保持并發(fā)展自己的技術(shù)特長,站在技術(shù)發(fā)展的制高點上選準(zhǔn)研究方向,始終在冷凍電鏡的技術(shù)前沿上開疆拓土。溫州冷凍電子顯微鏡技術(shù)品牌
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