荊州透射電子顯微鏡技術(shù)應(yīng)用

冷凍電鏡技術(shù)測定結(jié)構(gòu)的幾種方法：X射線晶體學(xué)、NMR、和冷凍電鏡技術(shù)各有優(yōu)缺點，將這幾種方法結(jié)合共同研究結(jié)構(gòu)與功能將使結(jié)構(gòu)生物學(xué)家對所研究的分子有更為全部的理解，而這些信息是單用任何一個方法所無法獲得的。將X射線晶體模型與經(jīng)電鏡獲得的密度圖重合可以對電鏡三維重構(gòu)的結(jié)構(gòu)作更詳盡的解釋，例如將牛的水通道（AQP1,與人的有90%同源性）的高分辨率的晶體結(jié)構(gòu)與先前用冷凍電鏡技術(shù)重構(gòu)出來的人的中等分辨率水通道的三維結(jié)構(gòu)進行比較，可以進一步確定冷凍電鏡獲得的中等分辨率的結(jié)構(gòu)，同時也顯示出了冷凍電鏡技術(shù)的優(yōu)勢和局限性。另一方面，較低分辨率的電鏡三維重構(gòu)模型可以用來解釋病毒或大分子的晶體結(jié)構(gòu)。而且，將X射線晶體的精細結(jié)構(gòu)與冷凍電鏡的重構(gòu)模型結(jié)合構(gòu)建生物大分子復(fù)合物在發(fā)揮功生物學(xué)功能過程中出現(xiàn)的構(gòu)像變化模型。這很大程度增加了我們對于復(fù)雜分子的活動機制的理解。電子顯微技術(shù)，成像技術(shù)，計算機技術(shù)，生物信息技術(shù)等不同學(xué)科的結(jié)合，將為我們提供研究生命現(xiàn)象與本質(zhì)的強有力的手段。冷凍電鏡技術(shù)，是一種重要的結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究方法。荊州透射電子顯微鏡技術(shù)應(yīng)用

為什么要做冷凍透射電子顯微鏡技術(shù)服務(wù)？a.反應(yīng)樣品溶液里結(jié)構(gòu)：如有機分子組裝成的微球、囊泡、膠束、納米管、片層、水凝膠結(jié)構(gòu)等（往往一般透射拍攝到的都是溶液揮發(fā)干了之后的結(jié)構(gòu)，但是這樣的結(jié)構(gòu)無論是形貌和尺寸和溶液里都有一定差別，現(xiàn)在好多文章的審稿意見都會需要這類結(jié)構(gòu)的透射照片在溶液里的真實形貌，說簡單了就是讓補一個冷凍透射）；b.不穩(wěn)定的納米結(jié)構(gòu)：比如經(jīng)不起強電子束照射的樣品（MOF、COF等若相互作用力結(jié)合的材料，如金屬配位、氫鍵相互作用、親疏水作用力、ππ堆疊等）在強電子束照射下結(jié)構(gòu)會坍塌，冷凍電鏡全程在-160℃下可以做到對樣品損害較小；c.生物類分子好多都需要冷凍，因為生物分子本身都需要在水或者血液等存活，一些生物樣品構(gòu)筑的一些納米結(jié)構(gòu)，如納米微球、囊泡、膜、多孔材料等等。廣州單顆粒冷凍電鏡技術(shù)特點冷凍電子顯微技術(shù)學(xué)解析生物大分子及細胞結(jié)構(gòu)的中心是透射電子顯微鏡成像。

單顆粒冷凍電鏡技術(shù)的顆粒挑選：接下來需要從原始數(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)的分析和處理過程，是一個重要并且繁瑣的步驟。顆粒挑選方式可以分為手動挑選、半自動挑選和完全自動挑選這幾種。在早期的分析中，對于結(jié)構(gòu)的了解還非常少，優(yōu)先考慮的都是人工挑選。但是自動的顆粒圖像獲取方法的出現(xiàn)使得在很短時間內(nèi)可以收集數(shù)十萬張顆粒圖像，人工挑選大量的顆粒圖像不太現(xiàn)實，并且人工的挑選通常會過于集中于某一類顆粒圖像，導(dǎo)致遺漏和偏差。半自動和全自動的方法主要有以下三類：(1)通過例如降噪、反襯增強、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來。(2)基于模板的方法，通過掃描數(shù)據(jù)圖像和已知的模板比較來挑選出潛在的顆粒圖像，模板的來源通常為手動選出的數(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)合無模板和有模板的方法，通過一些有監(jiān)督的機器學(xué)習(xí)算法進行顆粒挑選。

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。更詳細一點說，隨著輻照劑量的增加，輻照損傷對高分辨細節(jié)的破壞更嚴重。因此，為了盡可能地獲得更多的細節(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)。冷凍電鏡技術(shù)之冷凍蝕刻電子顯微鏡優(yōu)點：能耐受電子束轟擊和長期保存。

冷凍電鏡技術(shù)助力快速、高效的新藥研發(fā)：分子生物學(xué)興起后，基于靶點的藥物發(fā)現(xiàn)逐漸成為主流新藥研發(fā)模式。通常通過結(jié)構(gòu)生物學(xué)方法獲得靶點及靶點-受體相互作用的結(jié)合位點。將靶點結(jié)構(gòu)和結(jié)合位點作為模型進行虛擬篩選，并通過高通量的方法獲得可能結(jié)合的潛在分子，并進一步通過結(jié)構(gòu)生物學(xué)方法直接解析靶點-潛在分子的高分辨率結(jié)構(gòu)，進行潛在分子的確認。冷凍電鏡“分辨率改變”使其成為獲得優(yōu)于3?結(jié)構(gòu)的常規(guī)技術(shù)。高分辨率的結(jié)構(gòu)能夠清晰地描繪靶點與潛在分子相互作用的信息，包括結(jié)合表位、配體手性等，為潛在化合物的結(jié)構(gòu)改造提供了指導(dǎo)。新的疾病或者突發(fā)流行病需要進行從頭藥物設(shè)計研究，這些應(yīng)對性的藥物研發(fā)需要有大量基礎(chǔ)研究的積累。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)。冷凍電鏡技術(shù)主要應(yīng)用在單個蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的分析方面?；茨贤干潆婄R技術(shù)哪里有

冷凍電鏡技術(shù)可以通過揭示細胞里發(fā)生的生命過程細節(jié)，幫助人們了解很多有意思的生物學(xué)現(xiàn)象。荊州透射電子顯微鏡技術(shù)應(yīng)用

冷凍電子顯微鏡技術(shù)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(jié)構(gòu)又能抗脫水、電子輻射。現(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(jié)構(gòu)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(guān)。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(jié)構(gòu)呈現(xiàn)各向同性，不會因成像角度不同而導(dǎo)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。荊州透射電子顯微鏡技術(shù)應(yīng)用

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