低溫冷凍透射電鏡技術的特點：相對于常溫透射電鏡，低溫透射電鏡的優勢有：①快速冷凍制樣技術將樣品固定在玻璃態的冰層中，避免了水或溶劑結晶對樣品結構的破壞，能夠保持液相中有機分子自組裝體和化學反應中間體的微觀結構，避免了樣品干燥引起的結構變化;②高分子及化學反應體系常常具有非平衡態結構，快速冷凍制樣技術能夠保持住非平衡態結構，進而得以觀察;③低溫條件能夠盡可能保持有機和高分子等軟物質材料的微觀結構，明顯減少電子束對樣品的損傷。冷凍電鏡技術也正在成為助力醫藥研發的有力手段。南通透射電鏡技術原理

為什么要做冷凍透射電子顯微鏡技術服務？a.反應樣品溶液里結構：如有機分子組裝成的微球、囊泡、膠束、納米管、片層、水凝膠結構等（往往一般透射拍攝到的都是溶液揮發干了之后的結構，但是這樣的結構無論是形貌和尺寸和溶液里都有一定差別，現在好多文章的審稿意見都會需要這類結構的透射照片在溶液里的真實形貌，說簡單了就是讓補一個冷凍透射）；b.不穩定的納米結構：比如經不起強電子束照射的樣品（MOF、COF等若相互作用力結合的材料，如金屬配位、氫鍵相互作用、親疏水作用力、ππ堆疊等）在強電子束照射下結構會坍塌，冷凍電鏡全程在-160℃下可以做到對樣品損害較小；c.生物類分子好多都需要冷凍，因為生物分子本身都需要在水或者血液等存活，一些生物樣品構筑的一些納米結構，如納米微球、囊泡、膜、多孔材料等等。南通透射電鏡技術原理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。

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。

冷凍電鏡技術之冷凍蝕刻電子顯微鏡：冷凍蝕刻電鏡技術是從50年代開始發展起來的一種將斷裂和復型相結合的制備透射電鏡樣品技術，亦稱冷凍斷裂或冷凍復型，用于細胞生物學等領域的顯微結構研究。冷凍蝕刻電鏡的優點：①樣品通過冷凍，可使其微細結構接近于活的狀態;②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，進而可研究細胞內的膜性結構及內含物結構;③冷凍蝕刻的樣品，經鉑、碳噴鍍而制備的復型膜，具有很強的立體感且能耐受電子束轟擊和長期保存。冷凍電鏡技術既完美契合了結構生物學的基礎研究，又能夠助力加速基于結構的藥物研發。

冷凍電鏡技術工作流程：做好前面的工作就需要設定較佳的參數（比如：欠焦值、放大倍數和電子劑量等），記錄這些樣品區域的大量圖像，用手工或半自動程序框取那些離散的分子形成的投影圖。然后就是三維結構搭建。由于電子可能對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初始的3D模型，然后對捕獲的單顆粒2D圖像進行分選。冷凍電鏡技術之冷凍蝕刻電子顯微鏡優點：可研究細胞內的膜性結構及內含物結構。南通透射電鏡技術原理

冷凍電子顯微技術學解析生物大分子及細胞結構的中心是透射電子顯微鏡成像。南通透射電鏡技術原理

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。南通透射電鏡技術原理

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