冷凍電子顯微鏡技術步驟之樣品制備:用于冷凍電鏡研究的生物樣品必須非常純凈。生物樣品是在高真空的條件下成像的,所以樣品的制備既要能夠保持本身的結構又能抗脫水、電子輻射?,F在普遍采用的方法是通過快速冷凍使含水樣品中的水處于玻璃態,也就是在親水的支持膜上將含水樣品包埋在一層較樣品略高的薄冰內。冰的結構多種多樣,包括六角形冰、立方體冰等,其物理狀態與冷凍速率有關。若要形成玻璃態(即無定形態)的冰,需要冷凍速率達到每秒鐘104攝氏度。此時,冰的結構呈現各向同性,不會因成像角度不同而導致圖像產生偏差。該方法有兩個步驟:一是將樣品在載網上形成一薄層水膜:二是將第步獲得的含水薄膜樣品快速冷凍。在多數情況下,用手工將載網迅速浸入液氮內可使水冷凍成為玻璃態。其優點在于將樣品保持在接近生活狀態,不會因脫水而變形,同時可以減少輻射損傷。冷凍電鏡技術之冷凍蝕刻電子顯微鏡優點:樣品經冷凍斷裂蝕刻后,能夠觀察到不同劈裂面的微細結構。廈門低溫冷凍透射電子顯微鏡技術用途
單顆粒冷凍電鏡技術:生物大分子快速冷凍后,在低溫下利用透射電子顯微鏡對結構均一、分散的全同樣品顆粒進行成像,再經圖像處理及重構計算獲得樣品的三維結構??裳芯可锎蠓肿釉谌芤褐械慕Y構及構象變化、無需結晶、所需樣品量相對較少,適合于蛋白質、病毒等生物大分子及其復合物的結構生物學研究。樣品制備:可以根據樣品、電鏡載網和其他使用條件,摸索合適的單顆粒樣品制備條件,純化、收集濃度范圍從幾微升50nM至5uM濃度的蛋白溶液來制備單顆粒電鏡樣品。在-196℃時,組織中的生物大分子能夠長期保持穩定性、細胞活性及組織微觀結構,同時,在低溫下,生物樣品耐受電子輻照劑量增強,且其在電鏡鏡筒的高真空環境中脫水變形的問題也得以解決。Vitrobot和EMGP2均能夠提供快速、簡單、可重復的安自動化樣品玻璃化制備過程,其在恒定的物理和機械條件下(如溫度、相對濕度、吸濕條件和冷凍速度)對樣品進行冷凍固定確保生物樣品在低溫狀態下仍保持天然構象。廈門低溫冷凍透射電子顯微鏡技術用途冷凍電鏡技術之冷凍透射電鏡通過對樣品的冷凍,降低電子束對樣品的損傷,從而得到更加真實的樣品形貌。
冷凍電鏡技術基本原理之電鏡三維重構理論:D.DeRosier和A.Klug提出三維重構理論是借助一系列沿不同方向投影的電子顯微像來重構被測物體的立體構型,利用計算機數字圖像處理技術進行電子顯微像三維重構測定生物大分子結構的概念和方法。透射電子顯微鏡成像過程中,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。運用中心截面定理,從而可以通過三維物體不同角度的二維投影在計算機內進行三維重構來解析獲得物體的三維結構。
冷凍電鏡技術,是用于掃描電鏡的很低溫冷凍制樣及傳輸技術(Cryo-SEM),可實現直接觀察液體、半液體及對電子束敏感的樣品,如生物、高分子材料等。電鏡觀察:樣品經過很低溫冷凍、斷裂、鍍膜制樣(噴金/噴碳)等處理后,通過冷凍傳輸系統放入電鏡內的冷臺(溫度可至-185℃)即可進行觀察。其中,快速冷凍技術可使水在低溫狀態下呈玻璃態,減少冰晶的產生,從而不影響樣品本身結構,冷凍傳輸系統保證在低溫狀態下對樣品進行電鏡觀察。冷凍電鏡技術之冷凍掃描電鏡是防止樣品丟失水分的特別有效方法,它能應用于任何真空狀態。
冷凍電鏡技術的應用情況:近年來,冷凍電鏡技術在全球范圍被大眾所熟知,并且被越來越多的學術界和跨國制藥企業所采用。在藥物研發方面,多個跨國公司已經將冷凍電鏡技術用于藥物發現。雖然冷凍電鏡技術屬于前沿技術,但目前已經有利用冷凍電鏡基于結構研發的藥物進入臨床試驗。冷凍電鏡技術在藥品開發過程中的應用實例,進一步說明該技術在藥品(生物制品)的質量方面有前瞻性的意義。在回顧技術應用的同時,也看到了未來冷凍電鏡技術在新藥研發方面的幾個前瞻方向。我們相信冷凍電鏡在基于結構的藥物設計、生物制劑高級結構表征、冷鏈運輸過程中的質量控制中將發揮越來越重要的作用。冷凍電鏡技術,是一種重要的結構生物學研究方法。廈門低溫冷凍透射電子顯微鏡技術用途
冷凍電子顯微鏡技術還將普遍應用于細胞組織的超微結構解析,對解開生命活動的規律和機制等產生更大影響。廈門低溫冷凍透射電子顯微鏡技術用途
單顆粒冷凍電鏡技術的顆粒挑選:接下來需要從原始數據中篩選出顆粒投影,也被稱為“顆粒挑選”,顆粒挑選的好壞也將影響所有后續的分析和處理過程,是一個重要并且繁瑣的步驟。顆粒挑選方式可以分為手動挑選、半自動挑選和完全自動挑選這幾種。在早期的分析中,對于結構的了解還非常少,優先考慮的都是人工挑選。但是自動的顆粒圖像獲取方法的出現使得在很短時間內可以收集數十萬張顆粒圖像,人工挑選大量的顆粒圖像不太現實,并且人工的挑選通常會過于集中于某一類顆粒圖像,導致遺漏和偏差。半自動和全自動的方法主要有以下三類:(1)通過例如降噪、反襯增強、邊緣算子等圖像形態學方法搜索區域,基于數字圖像處理學的原理,將顆粒圖像與背景分離開來。(2)基于模板的方法,通過掃描數據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選出的數據圖像中較為清晰的顆粒圖像,或者是已知結構的投影。(3)結合無模板和有模板的方法,通過一些有監督的機器學習算法進行顆粒挑選。廈門低溫冷凍透射電子顯微鏡技術用途
上海司鼎生物科技有限公司是一家從事生物科技領域內的技術開發、技術轉讓、技術咨詢、技術服務,營養健康咨詢服務,商務咨詢,計算機軟件開發,化工原料及產品(除危險化學品、監控化學品、煙花爆竹、易制毒化學品),實驗室設備,儀表儀器的銷售。 【依法須經批準的項目,經相關部門批準后方可開展經營活動】的公司,是一家集研發、設計、生產和銷售為一體的專業化公司。司鼎生物擁有一支經驗豐富、技術創新的專業研發團隊,以高度的專注和執著為客戶提供免疫印跡(WB)技術服務,熒光定量PCR技術服務,膜片鉗電生理技術服務,在體光纖成像記錄技術服務。司鼎生物不斷開拓創新,追求出色,以技術為先導,以產品為平臺,以應用為重點,以服務為保證,不斷為客戶創造更高價值,提供更優服務。司鼎生物始終關注自身,在風云變化的時代,對自身的建設毫不懈怠,高度的專注與執著使司鼎生物在行業的從容而自信。