冷凍電鏡技術(shù)的儀器結(jié)構(gòu):冷凍電子顯微鏡的儀器結(jié)構(gòu)與透射電子顯微鏡的基本結(jié)構(gòu)相似,只是在進樣之前搭載了液態(tài)乙烷罐與冷凍倉,保證在樣品快速冷凍后能夠即刻轉(zhuǎn)移至樣品倉內(nèi)。冷凍室:在實際操作中,向液態(tài)乙烷中投入樣品時,乙烷會在樣品周圍快速沸騰,形成絕緣氣態(tài)膜,減慢向低溫液體的熱傳遞,稱為萊頓弗羅斯效果好應(yīng)。因此要使厚度超過幾微米的樣品中的水以足夠高的冷卻速度產(chǎn)生非晶冰非常困難。冷凍室中加入旋轉(zhuǎn)葉片真空泵將冷凍劑泵入,可以提高冷卻速度。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)。襄陽低溫冷凍透射電鏡技術(shù)應(yīng)用
單顆粒冷凍電鏡技術(shù)的圖像處理技術(shù):經(jīng)過多年的發(fā)展,目前冷凍電鏡的數(shù)據(jù)處理部分主要包含了以下的流程:(1)襯度傳遞函數(shù)的修正(CTFcorrection);(2)樣品分子投影數(shù)據(jù)的篩選(particleselection);(3)二維投影數(shù)據(jù)的分類和降噪(2Danalysis);(4)三維模型的重構(gòu)和優(yōu)化(3Dreconstructionandrefinement);(5)多重構(gòu)象的結(jié)構(gòu)分析(heterogeneityanalysis);(6)對重建結(jié)構(gòu)分辨率的分析(structureresolutionassessment);(7)結(jié)合生物化學(xué)原理和實驗數(shù)據(jù)對三維結(jié)構(gòu)的解讀(modelinterpretationandvalidation)。徐州冷凍電鏡單顆粒技術(shù)哪里有冷凍電鏡技術(shù)中的單顆粒分析法的研究對象可以是具有某種對稱性的顆粒,也可不具有任何對稱性的蛋白分子。
冷凍電鏡技術(shù)是在20世紀70年代提出的,早在20世紀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)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)的施一公團隊,對老年癡呆癥相關(guān)的重要蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進行了解析,對于我們理解它的發(fā)病機理甚至開發(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胞的演化、細胞的基因調(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)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)。
冷凍電鏡技術(shù)的原理:透射電鏡成像過程中,電子束穿透樣品,將樣品的三維電勢密度分布函數(shù)沿著電子束的傳播方向投影至與傳播方向垂直的二維平面上。1968年,AronKlug發(fā)現(xiàn)ZX截面定理,提出可以通過三維物體不同角度的二維投影在計算機內(nèi)進行三維重構(gòu)來解析獲得物體的三維結(jié)構(gòu)。根據(jù)這一原理,利用透射電鏡獲得生物樣品多個角度的放大電子顯微圖像,即有可能在計算機里重構(gòu)出它的三維空間結(jié)構(gòu)。在冷凍電子顯微學(xué)結(jié)構(gòu)解析的具體實踐中,依據(jù)不同生物樣品的性質(zhì)及特點,可以采取不同的顯微鏡成像及三維重構(gòu)方法。目前主要使用的幾種冷凍電子顯微學(xué)結(jié)構(gòu)解析方法包括:電子晶體學(xué)、單顆粒重構(gòu)技術(shù)、電子斷層掃描重構(gòu)技術(shù)等,它們分別針對不同的生物大分子復(fù)合體及亞細胞結(jié)構(gòu)進行解析。冷凍電鏡技術(shù)之冷凍掃描電鏡是克服樣品含水問題的一個快速、可靠和有效的方法。荊州單顆粒冷凍電鏡技術(shù)品牌
冷凍電鏡技術(shù)可實現(xiàn)直接觀察液體、半液體及對電子束敏感的樣品,如生物、高分子材料等。襄陽低溫冷凍透射電鏡技術(shù)應(yīng)用
冷凍電鏡技術(shù)中的單顆粒分析法(Singleparticleanalysis,SPA):單顆粒技術(shù)獲得投影的具體方法:制備很多具有同樣結(jié)構(gòu)的大分子樣品,將其進行分散冷凍后進行隨機的投影拍照,再通過計算模擬測定角度,對具有相同角度的粒子進行組合,突出其中更特殊、更容易解釋的特征。單顆粒冷凍電鏡是針對單個粒子進行重構(gòu)的技術(shù),但我們的研究對象往往是多構(gòu)象或結(jié)構(gòu)異質(zhì)的蛋白,顆粒之間存在細微差別,這是一些蛋白質(zhì)無法獲得高分辨結(jié)構(gòu)的重要原因之一。對于結(jié)構(gòu)異質(zhì)性樣品的分析,我們需要首先將樣品分成幾個同質(zhì)的子集,然后分別進行三維重建。由于單顆粒分析法理論成像分辨率更高,尤其在分析具有同質(zhì)性結(jié)構(gòu)的樣品時表現(xiàn)出更方便、更優(yōu)異的成像能力,因此得到了更普遍的應(yīng)用。單顆粒分析法的研究對象可以是具有某種對稱性的顆粒,也可是不具有任何對稱性的蛋白分子或復(fù)合體,尤其是針對核糖體的表征。襄陽低溫冷凍透射電鏡技術(shù)應(yīng)用
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:蛋白表達純化...