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。十堰冷凍透射電子顯微鏡技術方案

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。十堰冷凍透射電子顯微鏡技術方案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。

冷凍電鏡技術也正在成為助力醫藥研發的有力手段。依托對蛋白質結構的理解，科學家正在開發更有效的治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施。中國的科學家，也在冷凍電鏡領域取得了很多舉世矚目的成就，引起了世界的普遍關注。比如清華大學的施一公團隊，對老年癡呆癥相關的重要蛋白質結構進行了解析，對于我們理解它的發病機理甚至開發重要治療方法有重要意義。他們對剪接體復合體一系列結構的研究幫助我們理解細胞的演化、細胞的基因調控和其他一些相關疾病有著重要意義。2019年，中國科學家利用冷凍電鏡技術解析到世界上目前分辨率較高的豬瘟病毒結構，這對我們了解該病毒的發病機理，以及如何更好開發疫苗具有重要意義。

冷凍電鏡技術工作流程：首先是樣品制備。高純度、高濃度的蛋白樣品溶液被滴在一個特制的樣品載網上面。載網由一張布滿小孔的超薄非晶碳薄膜和金屬支撐框架組成，在表面張力的作用下，微孔上會形成一層跨孔的薄水膜。將多余溶液吸走后，把載有蛋白溶液超薄膜的載網迅速投入到液態乙烷冷凍劑中使其快速冷凍，從而使蛋白質分散固定在玻璃態的冰膜中。然后電鏡圖像采集。選擇較有可能產生較佳圖像的較佳顆粒密度和玻璃態冰厚度的樣品。冷凍電鏡技術測定結構的幾種方法：X射線晶體學、NMR、和冷凍電鏡技術。

冷凍電鏡技術揭示生物分子細節：在透射電子顯微鏡下，高能電子束穿透每一個分子，如同X光穿過人的身體一樣，可以拍攝到分子的形貌和它內部的結構信息。科學家們利用計算機將樣本里的每一個分子提取出來，把相似的分子予以歸類，然后疊加、平均獲得其內部結構更為精細的圖像，由此得到分子不同方向的二維結構，較后經過計算機三維重構算法，可以得到分子的三維模型。這一過程被稱為冷凍電鏡三維重構解析。冷凍電鏡技術的發展，使得現在的人類可以對細胞內的生命活動有更多了解。未來，科學家將借助冷凍電鏡技術繼續對復雜生命體的解讀。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。十堰冷凍透射電子顯微鏡技術方案

冷凍電鏡技術采用的快速冷凍技術關鍵在于“快速”。十堰冷凍透射電子顯微鏡技術方案

冷凍電子顯微鏡技術具有研究對象普遍、樣品需求量少、更接近生理狀態等獨特優勢，隨著電子顯微鏡的硬件設備和結構解析的軟件算法等方面不斷取得的重要突破，冷凍電鏡技術必將在研究對象、分辨率水平和研究方法等各個方面取得重大進展。當然，冷凍電鏡技術也面臨著許多技術上的挑戰，怎樣改進樣品的制備技術，如何如何客觀地對三維重構的結果進行檢驗、明確結構解析的分辨率以及對生物大分子構象不均一性的分析等仍然是冷凍電鏡研究中有待解決的重要問題。但是，挑戰越多，機遇也就越多。相信有關的研究者們，一定能夠冷靜抓住機遇，勇敢迎接挑戰，讓冷凍電鏡技術在結構生物學、細胞生物學等領域發揮更大的作用，幫助我們更加深入、透徹地研究各種生命現象。十堰冷凍透射電子顯微鏡技術方案