冷凍電鏡技術(shù)的應(yīng)用場景:冷凍電鏡主要應(yīng)用在結(jié)構(gòu)生物學(xué)和材料科學(xué)當(dāng)中,如在2020戴口罩戴口罩中研究人員通過冷凍電鏡技術(shù)在解析病毒結(jié)構(gòu)、推測其侵染人體細(xì)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(jié)構(gòu)與其他幾種冠狀病毒進(jìn)行了比較,發(fā)現(xiàn)2019-nCoV的S蛋白整體結(jié)構(gòu)與SARS病毒S蛋白的整體結(jié)構(gòu)相似,各個結(jié)構(gòu)之間具有高度同源性。在材料科學(xué)的應(yīng)用中,冷凍電鏡技術(shù)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(xì)結(jié)構(gòu)的物理表征與機理研究中也具有巨大的應(yīng)用潛力。冷凍電鏡技術(shù)之冷凍蝕刻電子顯微鏡優(yōu)點:冷凍蝕刻的樣品,經(jīng)鉑、碳噴鍍而制備的復(fù)型膜具有很強的立體感。無錫透射電子顯微鏡技術(shù)原理
低溫透射電鏡技術(shù)的應(yīng)用:膠束體系對于濃度、pH、添加劑種類等液相環(huán)境條件的變化非常敏感,如果是干燥狀態(tài)其結(jié)構(gòu)與有液相完全不同,因此必須用低溫透射電鏡表征其結(jié)構(gòu)。通常情況下,膠束有球狀、囊泡狀、棒狀、層狀、六角束狀、洋蔥狀、蠕蟲狀等多種形狀,應(yīng)用低溫透射電鏡技術(shù),囊泡、膠束的結(jié)構(gòu)可以被原位的真實呈現(xiàn)出來,可清晰地觀察到囊泡的完整性、分布、大小、融合等情況,而在普通電鏡條件下,干燥后的囊泡的形狀、結(jié)構(gòu)很容易發(fā)生變化。同樣,低溫透射電鏡也能夠有效保持聚合物在液相的形態(tài),可清晰地觀察到聚合物的形態(tài)及聚集狀態(tài)。目前,低溫透射電鏡在生物大分子的成像尤其是蛋白結(jié)構(gòu)的解析方面已經(jīng)取得了諸多突破的成果,相信在化學(xué)分子材料領(lǐng)域也會展現(xiàn)很好的應(yīng)用前景。南通低溫透射電鏡技術(shù)服務(wù)公司冷凍電鏡技術(shù)中單顆粒分析法優(yōu)點:解析生物大分子的理論分辨率可達(dá)原子級。
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。
冷凍電鏡是什么?冷凍電鏡技術(shù)的應(yīng)用:冷凍電鏡主要用于掃描電鏡的很低溫冷凍制樣和傳輸技術(shù),英文名Cryo-SEM,利用冷凍電鏡技術(shù)可實現(xiàn)直接觀察液體和半液體及對電子束敏感的樣品,如生物、高分子材料等。尤其是在戴口罩戴口罩中,利用冷凍電鏡技術(shù)可解析病毒結(jié)構(gòu)、推測其侵染人體細(xì)胞的路徑等傳播原理發(fā)揮了重要作用,為人類攻堅戴口罩防護(hù)、研發(fā)疫苗提供了重要的理論依據(jù)。冷凍電鏡是什么?樣品經(jīng)過很低溫冷凍、斷裂、鍍膜制樣(噴金/噴碳)等處理后,通過冷凍傳輸系統(tǒng)放入電鏡內(nèi)的冷臺(溫度可至-185℃)即可進(jìn)行觀察。其中,快速冷凍技術(shù)可使水在低溫狀態(tài)下呈玻璃態(tài),減少冰晶的產(chǎn)生,從而不影響樣品本身結(jié)構(gòu),冷凍傳輸系統(tǒng)保證在低溫狀態(tài)下對樣品進(jìn)行電鏡觀察。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)律和機制等產(chǎn)生更大影響。
冷凍電子顯微技術(shù)的發(fā)展與完善經(jīng)歷了復(fù)雜而艱辛的探索,下面,我們將深入解析冷凍電子顯微鏡的工作原理、流程與儀器結(jié)構(gòu),揭開它的廬山真面目。樣品制備:樣品快速冷凍技術(shù):樣品的原位冷凍固定處理是低溫電子顯微鏡標(biāo)本制備的開始。冷凍電鏡采用的快速冷凍技術(shù)關(guān)鍵在于“快速”。這是由于:采用常規(guī)冷凍手段,水分子會在氫鍵作用下形成冰晶,一來會改變樣品結(jié)構(gòu),二來在成像過程中,冰晶體會產(chǎn)生強烈的電子衍射掩蓋樣品信號。而當(dāng)冷凍速率足夠快時,水分子在形成晶體之前就會凝固成無定形的玻璃態(tài)冰,具有非晶態(tài)特性,保證了在電子束探測成像的過程中不會對樣品成像造成干擾。冷凍固定時,樣品首先放置在由液氮冷卻的容器中,隨后被快速浸入液態(tài)乙烷中。采用液態(tài)乙烷作為冷凍劑的目的是為了使冷凍速率足夠快,在冷凍過程中,樣品將以每秒104至106K的速度被快速冷卻。生物樣品中的水被玻璃化冷凍后,樣品結(jié)構(gòu)就得到了保持和固定,同時玻璃化冰也不會在真空環(huán)境中揮發(fā),在一定程度上保護(hù)了樣品免受電子輻射的損傷。冷凍電鏡技術(shù)的獨特優(yōu)勢:適合于研究結(jié)構(gòu)不規(guī)則的大分子復(fù)合物,對于分子量的上限沒有限制。珠海低溫冷凍透射電鏡技術(shù)特點
冷凍電鏡技術(shù)的獨特優(yōu)勢:更接近天然狀態(tài),不需要蛋白質(zhì)結(jié)晶。無錫透射電子顯微鏡技術(shù)原理
冷凍電鏡技術(shù)是什么呢?冷凍電鏡用于生物樣品三維結(jié)構(gòu)解析,包含單顆粒分析、微晶電子衍射和冷凍電子斷層掃描3種技術(shù)。冷凍電鏡單顆粒分析技術(shù)(cryo-EMSPA)是一種以單顆粒形式分析生物分子組裝的新方法,通過將負(fù)染電鏡篩選獲得的合適濃度的生物分子樣品快速冷凍,使生物大分子以近天然狀態(tài)存在于無定形冰中,然后進(jìn)行冷凍樣品的篩選、數(shù)據(jù)收集和三維結(jié)構(gòu)解析,從而獲得高分辨率的生物分子結(jié)構(gòu)。冷凍電鏡單顆粒分析技術(shù)能夠從分子層面進(jìn)行詳細(xì)的研究,解析基于結(jié)構(gòu)的藥物研發(fā)的分子基礎(chǔ),而冷凍電子斷層掃描能夠從亞細(xì)胞水平觀察目標(biāo)分子在原位細(xì)胞環(huán)境中的作用位點和作用機制,相信在不久的將來能夠用于進(jìn)一步確認(rèn)基于結(jié)構(gòu)的藥物研究的可靠性。微晶電子衍射不只能夠進(jìn)行小分子微晶結(jié)構(gòu)解析,也可與現(xiàn)有技術(shù)互補,進(jìn)行生物大分子及其復(fù)合物的微晶結(jié)構(gòu)解析。無錫透射電子顯微鏡技術(shù)原理
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冷凍電鏡技術(shù)之冷凍透射電鏡:冷凍透射電鏡(Cryo-TEM)通常是在普通透射電鏡上加裝樣品冷凍設(shè)備,將樣品冷卻到液氮溫度(77K),用于觀測蛋白、生物切片等對溫度敏感的樣品。通過對樣品的冷凍,可以降低電子束對樣品的損傷,減小樣品的形變,從而得到更加真實的樣品形貌。它的優(yōu)點主要體現(xiàn)在以下幾個方面:首先是加速電壓高,電子能穿透厚樣品;第二是透鏡多,光學(xué)性能好;第三是樣品臺穩(wěn)定;第四是全自動,自動換液氮,自動換樣品,自動維持清潔。冷凍電鏡技術(shù)中的單顆粒分析法理論成像分辨率更高。廣州冷凍電鏡技術(shù)服務(wù)冷凍電鏡技術(shù)解析結(jié)構(gòu)的一般流程是怎樣的?對樣品的要求是什么?冷凍電鏡解析蛋白結(jié)構(gòu)一般流程為:蛋白表達(dá)純化...