冷凍電鏡技術近年來獲得了迅猛的發展,取得了許多具有重大意義的成果。冷凍電鏡將生物分子進行冷凍便可進行高分辨率成像,還具有分辨率高、更接近天然狀態、適用研究對象普遍等優勢。同時,系統地綜述了冷凍電鏡技術在科學研究中的應用,并展望冷凍電鏡技術未來的發展。冷凍電鏡(cryo-electronmicroscopy,cryo-EM)技術,是在低溫下使用透射電子顯微鏡觀察樣品的顯微技術,即把樣品冷凍并保持低溫放進顯微鏡里面,用高度相干的電子作為光源從上面照射,透過樣品和附近的冰層,受到散射,再利用探測器和透鏡系統把散射信號成像記錄下來,較后進行信號處理,得到樣品的結構。冷凍電鏡技術之冷凍蝕刻電子顯微鏡優點:樣品通過冷凍,可使其微細結構接近于活的狀態。汕頭冷凍透射電子顯微鏡技術原理
什么是冷凍電鏡技術?冷凍電鏡技術,全稱是冷凍電子顯微鏡技術,是在低溫下使用透射電子顯微鏡觀察樣品的顯微技術。冷凍電鏡技術,是一種重要的結構生物學研究方法,它與X射線晶體學、核磁共振一起構成了高分辨率結構生物學研究的基礎。冷凍電鏡技術的研究,主要是冷凍成像和蛋白快速冷凍技術。根據諾貝爾獎評委會的說法,冷凍電鏡技術使生物分子成像,變得更加簡單,把生物化學帶入了一個新紀元。這項技術可以用來確定,溶液中生物分子的高清晰度結構。冷凍電鏡技術其實比較抽象,一直以來它主要的問題是其圖像噪音極高、信號極低,研究的目標是從中提取近原子分辨率的結構信息。可以形象的比喻為在一個機器轟鳴的工廠,監測一只螞蟻爬行的聲音。冷凍電鏡的目標,就是要完成這項艱巨的任務。因此,可見這項技術成果的科學價值。汕頭冷凍透射電子顯微鏡技術原理冷凍電鏡技術中的單顆粒分析法:是針對單個粒子進行重構的技術。
冷凍電子顯微鏡技術:目前使用的幾種主要的結構解析方法包括:電子晶體學單顆粒重構技術和電子斷層掃描重構技術等。電子晶體學:電子晶體學技術利用電子顯微鏡的成像和電子衍射的功能,從生物大分子的二維晶體獲取結構信息,解析其三維結構。生物大分子在空間中有序排列,可以形成三維晶體,也可以形成二維晶體對于二維晶體來說,其只在X-Y平面內具有平移對稱性,電子波照射到二維晶體上時能夠發生衍射。根據電子顯微鏡記錄的二維圖像來確定相位,利用二維晶體的衍射圖譜來確定振幅,從而通過反傅里葉變換計算出大分子的密度投影,之后再利用三維重構技術獲得大分子的三維結構圖,從而解析出生物大分子的三維結構。該方法的特點是解析分辨率較高,可達到近原子分辨率。但獲得蛋白的二維晶體來作為樣品,仍然是一項非常具有挑戰性的工作。
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。可研究生物大分子在溶液中的結構及構象變化、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。冷凍電鏡技術中單顆粒分析法優點:解析生物大分子的理論分辨率可達原子級。
冷凍電鏡技術之冷凍掃描電鏡:掃描電鏡工作者都面臨著一個不能回避的事實,就是所有生命科學以及許多材料科學的樣品都含有液體成分。很多動植物組織的含水量達到98%,這是掃描電鏡工作者比較難對付的樣品問題。冷凍掃描電鏡(Cryo-SEM)技術是克服樣品含水問題的一個快速、可靠和有效的方法。這種技術還被普遍地用于觀察一些“困難”樣品,如那些對電子束敏感的具有不穩定性的樣品。各種高壓模式如VP、LVESEM的出現,已允許掃描電鏡觀察未經冷凍和干燥的樣品。但是,冷凍掃描電鏡仍然是防止樣品丟失水分的Z有效方法,它能應用于任何真空狀態,包括裝于掃描電鏡的Peltier臺以及向樣品室內沖以水汽的裝置。冷凍掃描電鏡還有一些其他優點,如具有冷凍斷裂的能力以及可以通過控制樣品升華刻蝕來選擇性地去除表面水分(冰)等。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。汕頭冷凍透射電子顯微鏡技術原理
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。汕頭冷凍透射電子顯微鏡技術原理
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。汕頭冷凍透射電子顯微鏡技術原理
上海司鼎生物科技有限公司公司是一家專門從事免疫印跡(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產品的生產和銷售,是一家服務型企業,公司成立于2016-06-07,位于放鶴路1088號。多年來為國內各行業用戶提供各種產品支持。主要經營免疫印跡(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等產品服務,現在公司擁有一支經驗豐富的研發設計團隊,對于產品研發和生產要求極為嚴格,完全按照行業標準研發和生產。司鼎;OriCell為用戶提供真誠、貼心的售前、售后服務,產品價格實惠。公司秉承為社會做貢獻、為用戶做服務的經營理念,致力向社會和用戶提供滿意的產品和服務。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產品滿足客戶多方面的使用要求,讓客戶買的放心,用的稱心,產品定位以經濟實用為重心,公司真誠期待與您合作,相信有了您的支持我們會以昂揚的姿態不斷前進、進步。