廣州生物冷凍透射電子顯微鏡技術服務中心

冷凍電鏡技術中的電子斷層掃描技術與單顆粒分析法的比較：單顆粒分析法：它的優(yōu)點：解析生物大分子的理論分辨率可達原子級；樣品受總輻射值小；對稱顆粒的解析分辨率更高；分子量越大，結果越好；電子斷層掃描技術：優(yōu)點：簡單直接；對樣品的要求較低；常用于對細胞或者生物組織結構的三維重構；但是，對同一樣品位置多次拍照時，電子束對樣品的輻照損傷就會成為了比較嚴重的問題；當樣品旋轉角度受到電子束透過樣品厚度能力的限制。冷凍電鏡技術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現(xiàn)象。廣州生物冷凍透射電子顯微鏡技術服務中心

冷凍電鏡技術工作流程：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。福州透射電鏡技術平臺冷凍電子顯微鏡技術步驟樣品制備注意：用于冷凍電鏡研究的生物樣品必須非常純凈。

冷凍電鏡技術原理之電子斷層掃描成像技術：通過在顯微鏡內傾轉樣品從而收集樣品多角度的電子顯微圖像并對這些電子顯微圖像根據(jù)傾轉幾何關系進行重構的方法稱為電子斷層掃描成像技術。該方法主要應用于細胞及亞細胞器，以及沒有固定結構的生物大分子復合物(分子量范圍為800kD)，Zgao分辨率約2nm。冷凍電鏡的分類：目前我們討論的冷凍電鏡基本上指的都是冷凍透射電鏡，但是如果我們以使用冷凍技術的角度定義冷凍電鏡的話，冷凍電鏡主要可以分為冷凍透射電鏡、冷凍掃描電鏡、冷凍蝕刻電子顯微鏡。

冷凍電鏡技術解析結構主要風險在：A.樣品很不穩(wěn)定，樣品寄送過來的時候，已經(jīng)降解或者聚集，無法進行后續(xù)處理；B.樣品在冷凍制樣的過程中，可能會被凍碎，從而無法進行后續(xù)處理；C.樣品純度可能很好，但是均一度很差，從而難以獲得樣品的高分辨結構；D.我們關心的區(qū)域可能在整個復合體中有很強的柔性，從而經(jīng)過二維或者三維平均后，我們關心區(qū)域的分辨率會比較差甚至看不見，達不到我們的預期；E.一些配體，比如藥物前體分子，分子量太小，不一定能在電鏡的密度圖中觀測到；F.對于合適的樣品，我們冷凍制樣需要優(yōu)化的參數(shù)有很多，包括樣品濃度的優(yōu)化，blottime的優(yōu)化，溫度的優(yōu)化，grid規(guī)格（銅網(wǎng)或者金網(wǎng)）的優(yōu)化等一系列條件的優(yōu)化。因此冷凍電鏡制樣需要豐富的經(jīng)驗和充足的機時支持，不同的實驗者，成功率可能差別很大。冷凍電鏡技術的獨特優(yōu)勢：適合于研究結構不規(guī)則的大分子復合物，對于分子量的上限沒有限制。

冷凍電鏡技術：隨著技術的不斷進步和人類對于生命科學領域知識的不斷積累，藥物研發(fā)越來越走向理性化，包括法規(guī)體系的建立和優(yōu)化、藥品質量控制模式的變遷走向QbD階段。基于結構的藥物設計已經(jīng)逐漸成為藥物開發(fā)設計的主流，與此同時冷凍電鏡技術也在蓬勃發(fā)展。冷凍電鏡單顆粒分析技術和微晶電子衍射技術不只能解析近原子分辨率的結構，而且能解析傳統(tǒng)結構生物學無法解析的結構，幫助確認藥物靶點，拓展可用藥物靶點的研究范圍和完善基于靶點結構的藥物設計。冷凍電子斷層掃描技術在不久的未來可能提供細胞原位觀察藥物與靶點的作用。冷凍電鏡技術，是一種重要的結構生物學研究方法。福州透射電鏡技術平臺

冷凍電子顯微鏡技術之樣品成像：低劑量輻照成像，普通樣品材料在進行表征時，電子劑量越高成像質量越好。廣州生物冷凍透射電子顯微鏡技術服務中心

冷凍電鏡技術工作流程：做好前面的工作就需要設定較佳的參數(shù)（比如：欠焦值、放大倍數(shù)和電子劑量等），記錄這些樣品區(qū)域的大量圖像，用手工或半自動程序框取那些離散的分子形成的投影圖。然后就是三維結構搭建。由于電子可能對非常敏感的樣品造成輻射損傷，所以單顆粒冷凍電鏡只能采用非常低的電子量，而這種電鏡2D投影圖像有非常大的背景噪聲。為提高圖像分辨率，研究人員首先需要提出一個初始的3D模型，然后對捕獲的單顆粒2D圖像進行分選。廣州生物冷凍透射電子顯微鏡技術服務中心