冷凍電子顯微鏡技術(shù)具有研究對(duì)象普遍、樣品需求量少、更接近生理狀態(tài)等獨(dú)特優(yōu)勢(shì),隨著電子顯微鏡的硬件設(shè)備和結(jié)構(gòu)解析的軟件算法等方面不斷取得的重要突破,冷凍電鏡技術(shù)必將在研究對(duì)象、分辨率水平和研究方法等各個(gè)方面取得重大進(jìn)展。當(dāng)然,冷凍電鏡技術(shù)也面臨著許多技術(shù)上的挑戰(zhàn),怎樣改進(jìn)樣品的制備技術(shù),如何如何客觀地對(duì)三維重構(gòu)的結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)、明確結(jié)構(gòu)解析的分辨率以及對(duì)生物大分子構(gòu)象不均一性的分析等仍然是冷凍電鏡研究中有待解決的重要問(wèn)題。但是,挑戰(zhàn)越多,機(jī)遇也就越多。相信有關(guān)的研究者們,一定能夠冷靜抓住機(jī)遇,勇敢迎接挑戰(zhàn),讓冷凍電鏡技術(shù)在結(jié)構(gòu)生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)等領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用,幫助我們更加深入、透徹地研究各種生命現(xiàn)象。冷凍電鏡技術(shù)中單顆粒分析法優(yōu)點(diǎn):樣品受總輻射值?。粚?duì)稱顆粒的解析分辨率更高。無(wú)錫快速冷凍顯微鏡技術(shù)方案
冷凍電鏡技術(shù)究竟是什么呢?一直以來(lái),科學(xué)家們不斷進(jìn)行基礎(chǔ)生命科學(xué)的探究,探究細(xì)胞內(nèi)的生命規(guī)律,為人類健康及其他學(xué)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(xué)研究也逐步發(fā)展到了微觀生物分子的結(jié)構(gòu)與功能研究階段,以期逐步加深對(duì)生命過(guò)程的認(rèn)知。充分的基礎(chǔ)研究不只能幫助我們深刻認(rèn)識(shí)生命過(guò)程,并且能夠幫助改善人類健康和提高人類生活質(zhì)量??茖W(xué)家們能夠通過(guò)生命科學(xué)研究幫助確定新的藥物靶點(diǎn),并進(jìn)行基于靶點(diǎn)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(shù)越來(lái)越多地應(yīng)用于活性生物分子結(jié)構(gòu)的解析中。徐州單顆粒冷凍電鏡技術(shù)品牌冷凍電鏡技術(shù)主要研究組織、細(xì)胞和微生物中的超微結(jié)構(gòu)。
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(guò)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(wú)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(diǎn)和作用機(jī)制,相信在不久的將來(lái)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(bǔ),進(jìn)行生物大分子及其復(fù)合物的微晶結(jié)構(gòu)解析。
冷凍電鏡技術(shù)的原理:冷凍電子顯微學(xué)解析生物大分子及細(xì)胞結(jié)構(gòu)的中心是透射電鏡成像,其基本過(guò)程包括樣品制備、透射電鏡成像、圖像處理及結(jié)構(gòu)解析等幾個(gè)基本步驟。在透射電鏡成像中,電子槍產(chǎn)生的電子在高壓電場(chǎng)中被加速至亞光速并在高真空的顯微鏡內(nèi)部運(yùn)動(dòng),根據(jù)高速運(yùn)動(dòng)的電子在磁場(chǎng)中發(fā)生偏轉(zhuǎn)的原理,透射電鏡中的一系列電磁透鏡對(duì)電子進(jìn)行匯聚,并對(duì)穿透樣品過(guò)程中與樣品發(fā)生相互作用的電子進(jìn)行聚焦成像以及放大,Z后在記錄介質(zhì)上形成樣品放大幾千倍至幾十萬(wàn)倍的圖像,利用計(jì)算機(jī)對(duì)這些放大的圖像進(jìn)行處理分析即可獲得樣品的精細(xì)結(jié)構(gòu)。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(jié)構(gòu),被稱為冷凍電鏡技術(shù)。
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(jī)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(wú)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(jiàn)都會(huì)需要這類結(jié)構(gòu)的透射照片在溶液里的真實(shí)形貌,說(shuō)簡(jiǎn)單了就是讓補(bǔ)一個(gè)冷凍透射);b.不穩(wěn)定的納米結(jié)構(gòu):比如經(jīng)不起強(qiáng)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(qiáng)電子束照射下結(jié)構(gòu)會(huì)坍塌,冷凍電鏡全程在-160℃下可以做到對(duì)樣品損害較??;c.生物類分子好多都需要冷凍,因?yàn)樯锓肿颖旧矶夹枰谒蛘哐旱却婊?,一些生物樣品?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。冷凍電鏡技術(shù)將在研究對(duì)象、分辨率水平和研究方法等各個(gè)方面取得重大進(jìn)展。溫州冷凍電鏡單顆粒技術(shù)服務(wù)
冷凍電子顯微技術(shù)主要包括單顆粒冷凍電鏡技術(shù)和冷凍電子斷層掃描技術(shù)。無(wú)錫快速冷凍顯微鏡技術(shù)方案
冷凍電鏡技術(shù)總結(jié):電子斷層成像技術(shù)則可用來(lái)研究一定厚度的亞細(xì)胞器在天然狀態(tài)下的內(nèi)部結(jié)構(gòu),由于樣品厚度的限制,能看到500-1000nm左右厚度的結(jié)構(gòu),的也可以了解整個(gè)細(xì)胞不同層面的內(nèi)部結(jié)構(gòu).盡管,我們能夠預(yù)言按目前電子冷凍斷層成像技術(shù)的發(fā)展會(huì)得到許多更誘人的信息。細(xì)胞內(nèi)存在大量分子機(jī)器和生物大分子復(fù)合物,并且與單個(gè)超分子相比要大,更容易對(duì)其進(jìn)行識(shí)別。這樣的事實(shí)使斷層技術(shù)的目標(biāo)變得簡(jiǎn)單了。在不久的將來(lái)關(guān)于細(xì)胞骨架,核孔復(fù)合體和核纖層,囊泡聚集和運(yùn)輸復(fù)合物以及其他一些細(xì)胞成分的一些基本問(wèn)題會(huì)得到更清晰的闡釋。這兩種方法都不需要對(duì)樣品進(jìn)行結(jié)晶,快速含水冰凍的制樣過(guò)程既不復(fù)雜,又保存了樣品的瞬時(shí)天然結(jié)構(gòu),有利于對(duì)復(fù)合物的功能進(jìn)行研究,圖像自動(dòng)化篩選過(guò)程將是今后提高分辨率的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。而電子晶體學(xué)則對(duì)具有對(duì)稱結(jié)構(gòu)的樣品進(jìn)行三維重構(gòu)具有很大的優(yōu)勢(shì),比如二十面體病毒,螺旋對(duì)稱結(jié)構(gòu)等,尤其適合膜蛋白的三維結(jié)構(gòu),并且是電子顯微術(shù)中目前只一能達(dá)到原子分辨率水平的方法。無(wú)錫快速冷凍顯微鏡技術(shù)方案
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(cè)蛋白、生物切片等對(duì)溫度敏感的樣品。通過(guò)對(duì)樣品的冷凍,可以降低電子束對(duì)樣品的損傷,減小樣品的形變,從而得到更加真實(shí)的樣品形貌。它的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)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(tái)穩(wěn)定;第四是全自動(dòng),自動(dòng)換液氮,自動(dòng)換樣品,自動(dòng)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(duì)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...