冷凍電鏡技術(shù)工作流程:做好前面的工作就需要設(shè)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(dòng)程序框取那些離散的分子形成的投影圖。然后就是三維結(jié)構(gòu)搭建。由于電子可能對(duì)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(gè)初始的3D模型,然后對(duì)捕獲的單顆粒2D圖像進(jìn)行分選。單顆粒冷凍電鏡技術(shù)首先捕獲大量隨機(jī)分布的同一種生物樣品的二維圖像,通過圖像處理算法解析其三維結(jié)構(gòu)。黃山原位冷凍電鏡技術(shù)方案
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(duì)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(tuán)隊(duì),對(duì)老年癡呆癥相關(guān)的重要蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了解析,對(duì)于我們理解它的發(fā)病機(jī)理甚至開發(fā)重要治療方法有重要意義。他們對(duì)剪接體復(fù)合體一系列結(jié)構(gòu)的研究幫助我們理解細(xì)胞的演化、細(xì)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(duì)我們了解該病毒的發(fā)病機(jī)理,以及如何更好開發(fā)疫苗具有重要意義。上海冷凍透射電子顯微鏡技術(shù)服務(wù)公司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)。
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)之冷凍透射電鏡優(yōu)點(diǎn):加速電壓高,電子能穿透厚樣品。
冷凍電子顯微鏡技術(shù)步驟之圖像采集:冷凍的樣品通過專門的設(shè)備一冷凍輸送器轉(zhuǎn)移到電鏡的樣品室。在照相之前,必須觀察樣品中的水是否處于玻璃態(tài),如果不是則應(yīng)重新制備樣品。由于生物樣品對(duì)高能電子的輻射敏感,照相時(shí)必須使用較小曝光技術(shù)。經(jīng)過透射電子顯微鏡中一系列復(fù)雜的過程,較終在記錄介質(zhì)上會(huì)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)。近年來,一個(gè)技術(shù)上的重大突破是高分辨率圖像采集設(shè)備的開發(fā)與應(yīng)用?;诨パa(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)技術(shù)開發(fā)的直接探測(cè)電子成像的裝置使電子顯微放大圖像的信噪比相對(duì)過去所使用的底片或電荷耦合元件(CCD)有了很大提高、進(jìn)而提高了成像的質(zhì)量。冷凍電鏡技術(shù)中單顆粒分析法優(yōu)點(diǎn):解析生物大分子的理論分辨率可達(dá)原子級(jí)。蕪湖透射電鏡技術(shù)哪家好
冷凍電鏡技術(shù)中的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,也可不具有任何對(duì)稱性的蛋白分子。黃山原位冷凍電鏡技術(shù)方案
冷凍電子顯微鏡技術(shù)中電子斷層掃描重構(gòu)技術(shù):電子斷層掃描技術(shù)是從一個(gè)物體的投影圖像重構(gòu)獲得物體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的技術(shù),通過獲取同一物體的多個(gè)連續(xù)角度下的二維投影圖來反向重構(gòu)它的三維結(jié)構(gòu)。簡(jiǎn)單地說,電子斷層掃描技術(shù)就是將一個(gè)物體(樣品)沿著一個(gè)與電子束垂直的軸旋轉(zhuǎn),每旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度,采集這個(gè)物體在相對(duì)應(yīng)方向上的二維投影像,通過對(duì)這些二維投影圖的處理(相互配準(zhǔn)),將不同角度的二維投影圖反向重構(gòu)(如加權(quán)背投影等方法),獲得樣品整體三維結(jié)構(gòu)的技術(shù)。電子斷層成像適合于在納米級(jí)尺度上研究不具有結(jié)構(gòu)均一性的蛋白、病毒、細(xì)胞器以及它們之間組成的復(fù)合體的三維結(jié)構(gòu)。與電子晶體學(xué)和單顆粒技術(shù)相比,這種技術(shù)無需樣品顆粒具有結(jié)構(gòu)同一性,也不強(qiáng)調(diào)樣品具有一定的對(duì)稱性。因此,雖然目前電子斷層成像所獲得的結(jié)構(gòu)的分辨率(約4~10納米)不能與以上兩種技術(shù)相比,但其在研究非定形、不對(duì)稱和不具全同性的生物樣品的三維結(jié)構(gòu)和功能中有著不可替代的作用。黃山原位冷凍電鏡技術(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...