冷凍電鏡技術(shù)中的單顆粒分析法(Singleparticleanalysis,SPA):?jiǎn)晤w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(jìn)行分散冷凍后進(jìn)行隨機(jī)的投影拍照,再通過計(jì)算模擬測(cè)定角度,對(duì)具有相同角度的粒子進(jìn)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(duì)單個(gè)粒子進(jìn)行重構(gòu)的技術(shù),但我們的研究對(duì)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(xì)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(duì)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(gè)同質(zhì)的子集,然后分別進(jìn)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(shí)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(duì)象可以是具有某種對(duì)稱性的顆粒,也可是不具有任何對(duì)稱性的蛋白分子或復(fù)合體,尤其是針對(duì)核糖體的表征。冷凍電鏡技術(shù)之冷凍掃描電鏡是防止樣品丟失水分的特別有效方法,它能應(yīng)用于任何真空狀態(tài)。嘉興低溫冷凍透射電鏡技術(shù)品牌
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(gè)重要并且繁瑣的步驟。顆粒挑選方式可以分為手動(dòng)挑選、半自動(dòng)挑選和完全自動(dòng)挑選這幾種。在早期的分析中,對(duì)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(dòng)的顆粒圖像獲取方法的出現(xiàn)使得在很短時(shí)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(shí),并且人工的挑選通常會(huì)過于集中于某一類顆粒圖像,導(dǎo)致遺漏和偏差。半自動(dòng)和全自動(dòng)的方法主要有以下三類:(1)通過例如降噪、反襯增強(qiáng)、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(dòng)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(jī)器學(xué)習(xí)算法進(jìn)行顆粒挑選。上海冷凍透射電鏡技術(shù)平臺(tái)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)。
冷凍電鏡技術(shù)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(gè)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(huì)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(zhì)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。
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)。冷凍電鏡技術(shù)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì):適合于研究結(jié)構(gòu)不規(guī)則的大分子復(fù)合物,對(duì)于分子量的上限沒有限制。
冷凍電鏡技術(shù)原理之電子斷層掃描成像技術(shù):通過在顯微鏡內(nèi)傾轉(zhuǎn)樣品從而收集樣品多角度的電子顯微圖像并對(duì)這些電子顯微圖像根據(jù)傾轉(zhuǎn)幾何關(guān)系進(jìn)行重構(gòu)的方法稱為電子斷層掃描成像技術(shù)。該方法主要應(yīng)用于細(xì)胞及亞細(xì)胞器,以及沒有固定結(jié)構(gòu)的生物大分子復(fù)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(shù)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。冷凍電子顯微鏡技術(shù)之樣品成像:低劑量輻照成像,普通樣品材料在進(jìn)行表征時(shí),電子劑量越高成像質(zhì)量越好。嘉興低溫冷凍透射電鏡技術(shù)品牌
冷凍電鏡技術(shù)之冷凍透射電鏡優(yōu)點(diǎn):加速電壓高,電子能穿透厚樣品。嘉興低溫冷凍透射電鏡技術(shù)品牌
冷凍電鏡技術(shù)究竟是什么呢?一直以來,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)越來越多地應(yīng)用于活性生物分子結(jié)構(gòu)的解析中。嘉興低溫冷凍透射電鏡技術(shù)品牌
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...