冷凍電鏡技術解析結構主要風險在：A.樣品很不穩定，樣品寄送過來的時候，已經降解或者聚集，無法進行后續處理；B.樣品在冷凍制樣的過程中，可能會被凍碎，從而無法進行后續處理；C.樣品純度可能很好，但是均一度很差，從而難以獲得樣品的高分辨結構；D.我們關心的區域可能在整個復合體中有很強的柔性，從而經過二維或者三維平均后，我們關心區域的分辨率會比較差甚至看不見，達不到我們的預期；E.一些配體，比如藥物前體分子，分子量太小，不一定能在電鏡的密度圖中觀測到；F.對于合適的樣品，我們冷凍制樣需要優化的參數有很多，包括樣品濃度的優化，blottime的優化，溫度的優化，grid規格（銅網或者金網）的優化等一系列條件的優化。因此冷凍電鏡制樣需要豐富的經驗和充足的機時支持，不同的實驗者，成功率可能差別很大。冷凍電鏡技術能夠揭示生物分子細節。深圳冷凍透射電子顯微鏡技術服務中心

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。深圳冷凍透射電子顯微鏡技術服務中心冷凍電鏡技術助力快速、高效的新藥研發。

冷凍電鏡技術未來之路在何方?除了蛋白等生物大分子外，生物樣品還有很重要的一面是細胞和組織。即使是目前有很多重要的蛋白結構都得到了埃米級別的解析，但由于它們都是純化出來的，已經脫離了原來位置，就如同一片樹葉脫離了大樹，研究的再深刻，目前也只是一葉遮目，不要說推測這片樹葉在森林里的位置，即使是在哪顆特定大樹上的生長部位和結構都很難說。因此解析細胞或組織這樣大尺度的高分辨精細結構具有更普遍的生物學意義。

冷凍電鏡技術中的電子斷層掃描技術與單顆粒分析法的比較：單顆粒分析法：它的優點：解析生物大分子的理論分辨率可達原子級；樣品受總輻射值小；對稱顆粒的解析分辨率更高；分子量越大，結果越好；電子斷層掃描技術：優點：簡單直接；對樣品的要求較低；常用于對細胞或者生物組織結構的三維重構；但是，對同一樣品位置多次拍照時，電子束對樣品的輻照損傷就會成為了比較嚴重的問題；當樣品旋轉角度受到電子束透過樣品厚度能力的限制。冷凍電鏡技術與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。

冷凍電鏡技術解析結構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構一般流程為：蛋白表達純化；負染樣品準備：約2小時完成；負染樣品的數據收集：約8小時完成；冷凍樣品的準備：約4小時完成；冷凍樣品的數據收集：48-120小時完成。三維結構重建。冷凍電鏡解析蛋白結構對蛋白質的要求：分子量：一般需要樣品的分子量在200kD以上。緩沖液：緩沖液中不能含有多糖，DMSO，甘油等有機物質，這些會降低樣品的襯度，難以獲得高分辨的三維結構。一般而言，緩沖液為20mMHepes，150mMNaCl。濃度：一般而言，可溶性蛋白濃度應在1mg/ml左右，膜蛋白應保證濃度在5mg/ml左右。體積：20ul足夠（前提是需要蛋白濃度達標，做一個樣品3ul左右）。均一性：分子篩行為表現為單一的峰，均一性大于90%。冷凍電鏡技術中單顆粒分析法優點：樣品受總輻射值小；對稱顆粒的解析分辨率更高。深圳冷凍透射電子顯微鏡技術服務中心

冷凍電鏡技術采用的快速冷凍技術關鍵在于“快速”。深圳冷凍透射電子顯微鏡技術服務中心

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。深圳冷凍透射電子顯微鏡技術服務中心

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