襄陽快速冷凍顯微鏡技術(shù)服務(wù)公司

來源: 發(fā)布時(shí)間:2023-09-02

冷凍電子顯微鏡技術(shù)中單顆粒重構(gòu)技術(shù):該技術(shù)也叫做單顆粒分析,主要適用于結(jié)構(gòu)具有全同性的生物大分子的結(jié)構(gòu)解析,蛋白質(zhì)的分子量通常要求在100KD以上,在顆粒數(shù)目足夠多的情況下,理論上其分辨率可以達(dá)到原子水平。該方法的圖像處理和三維重構(gòu)計(jì)算過程如下:從原始的電鏡照片中將顆粒圖像挑選出來,對(duì)其進(jìn)行二維圖像對(duì)中、分類和平均,然后通過計(jì)算等價(jià)線的方法推算各分類圖的取向,利用傅里葉重構(gòu)法建立始三維結(jié)構(gòu)模型,通過對(duì)原始圖片或分類平均圖與結(jié)構(gòu)模型投影的匹配,優(yōu)化取向參數(shù),進(jìn)而得到更準(zhǔn)確的三維結(jié)構(gòu)模型,如此反復(fù)對(duì)初始結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行修正,直到收斂獲得較終的結(jié)果。單顆粒重構(gòu)技術(shù)近年來發(fā)展迅速,應(yīng)用普遍,不斷有文章報(bào)道利用此技術(shù)所獲得的大分子復(fù)合物的三維結(jié)構(gòu)。冷凍電鏡技術(shù)采用的快速冷凍技術(shù)關(guān)鍵在于“快速”。襄陽快速冷凍顯微鏡技術(shù)服務(wù)公司

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冷凍電鏡技術(shù)基本原理之三維冷凍電鏡技術(shù):樣品經(jīng)過在液氮中的冷凍固定,使得生物大分子中的H2O分子以玻璃態(tài)的形式存在,保持低溫,將樣品放入顯微鏡,高度相干的電子作為光源從上面照射下來,透過樣品和附近的冰層,受到散射,利用探測(cè)器和透鏡系統(tǒng)把散射的信號(hào)成像記錄下來,再進(jìn)行信號(hào)處理,較后利用三維重構(gòu)的技術(shù)得到樣品的三維結(jié)構(gòu)。冷凍電鏡技術(shù)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)分辨率高:光學(xué)顯微鏡的分辨率為0.2μm,透射電子顯微鏡的分辨率為0.2nm,透射電子顯微鏡在光學(xué)顯微鏡的基礎(chǔ)上放大了1000倍。無錫單顆粒冷凍電鏡技術(shù)平臺(tái)冷凍電鏡技術(shù)之冷凍蝕刻電子顯微鏡優(yōu)點(diǎn):能耐受電子束轟擊和長期保存。

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冷凍電鏡技術(shù)之冷凍掃描電鏡:掃描電鏡工作者都面臨著一個(gè)不能回避的事實(shí),就是所有生命科學(xué)以及許多材料科學(xué)的樣品都含有液體成分。很多動(dòng)植物組織的含水量達(dá)到98%,這是掃描電鏡工作者比較難對(duì)付的樣品問題。冷凍掃描電鏡(Cryo-SEM)技術(shù)是克服樣品含水問題的一個(gè)快速、可靠和有效的方法。這種技術(shù)還被普遍地用于觀察一些“困難”樣品,如那些對(duì)電子束敏感的具有不穩(wěn)定性的樣品。各種高壓模式如VP、LVESEM的出現(xiàn),已允許掃描電鏡觀察未經(jīng)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(yīng)用于任何真空狀態(tài),包括裝于掃描電鏡的Peltier臺(tái)以及向樣品室內(nèi)沖以水汽的裝置。冷凍掃描電鏡還有一些其他優(yōu)點(diǎn),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。

冷凍電子顯微鏡技術(shù)具有研究對(duì)象普遍、樣品需求量少、更接近生理狀態(tài)等獨(dú)特優(yōu)勢(shì),隨著電子顯微鏡的硬件設(shè)備和結(jié)構(gòu)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(shù)必將在研究對(duì)象、分辨率水平和研究方法等各個(gè)方面取得重大進(jìn)展。當(dāng)然,冷凍電鏡技術(shù)也面臨著許多技術(shù)上的挑戰(zhàn),怎樣改進(jìn)樣品的制備技術(shù),如何如何客觀地對(duì)三維重構(gòu)的結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)、明確結(jié)構(gòu)解析的分辨率以及對(duì)生物大分子構(gòu)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(zhàn)越多,機(jī)遇也就越多。相信有關(guān)的研究者們,一定能夠冷靜抓住機(jī)遇,勇敢迎接挑戰(zhàn),讓冷凍電鏡技術(shù)在結(jié)構(gòu)生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)等領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用,幫助我們更加深入、透徹地研究各種生命現(xiàn)象。冷凍電鏡技術(shù)將在研究對(duì)象、分辨率水平和研究方法等各個(gè)方面取得重大進(jìn)展。

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單顆粒冷凍電鏡技術(shù)的圖像處理技術(shù):經(jīng)過多年的發(fā)展,目前冷凍電鏡的數(shù)據(jù)處理部分主要包含了以下的流程:(1)襯度傳遞函數(shù)的修正(CTFcorrection);(2)樣品分子投影數(shù)據(jù)的篩選(particleselection);(3)二維投影數(shù)據(jù)的分類和降噪(2Danalysis);(4)三維模型的重構(gòu)和優(yōu)化(3Dreconstructionandrefinement);(5)多重構(gòu)象的結(jié)構(gòu)分析(heterogeneityanalysis);(6)對(duì)重建結(jié)構(gòu)分辨率的分析(structureresolutionassessment);(7)結(jié)合生物化學(xué)原理和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)三維結(jié)構(gòu)的解讀(modelinterpretationandvalidation)。冷凍電鏡技術(shù)可實(shí)現(xiàn)直接觀察液體、半液體及對(duì)電子束敏感的樣品,如生物、高分子材料等。南通低溫透射電鏡技術(shù)服務(wù)公司

冷凍電鏡技術(shù)之冷凍透射電鏡優(yōu)點(diǎn):樣品臺(tái)穩(wěn)定;第四是全自動(dòng),自動(dòng)換液氮,自動(dòng)換樣品,自動(dòng)維持清潔。襄陽快速冷凍顯微鏡技術(shù)服務(wù)公司

低溫冷凍透射電鏡技術(shù)的特點(diǎn):相對(duì)于常溫透射電鏡,低溫透射電鏡的優(yōu)勢(shì)有:①快速冷凍制樣技術(shù)將樣品固定在玻璃態(tài)的冰層中,避免了水或溶劑結(jié)晶對(duì)樣品結(jié)構(gòu)的破壞,能夠保持液相中有機(jī)分子自組裝體和化學(xué)反應(yīng)中間體的微觀結(jié)構(gòu),避免了樣品干燥引起的結(jié)構(gòu)變化;②高分子及化學(xué)反應(yīng)體系常常具有非平衡態(tài)結(jié)構(gòu),快速冷凍制樣技術(shù)能夠保持住非平衡態(tài)結(jié)構(gòu),進(jìn)而得以觀察;③低溫條件能夠盡可能保持有機(jī)和高分子等軟物質(zhì)材料的微觀結(jié)構(gòu),明顯減少電子束對(duì)樣品的損傷。襄陽快速冷凍顯微鏡技術(shù)服務(wù)公司

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