冷凍電鏡技術之冷凍透射電鏡:冷凍透射電鏡(Cryo-TEM)通常是在普通透射電鏡上加裝樣品冷凍設備,將樣品冷卻到液氮溫度(77K),用于觀測蛋白、生物切片等對溫度敏感的樣品。通過對樣品的冷凍,可以降低電子束對樣品的損傷,減小樣品的形變,從而得到更加真實的樣品形貌。它的優(yōu)點主要體現(xiàn)在以下幾個方面:首先是加速電壓高,電子能穿透厚樣品;第二是透鏡多,光學性能好;第三是樣品臺穩(wěn)定;第四是全自動,自動換液氮,自動換樣品,自動維持清潔。冷凍電鏡技術之冷凍蝕刻電子顯微鏡優(yōu)點:冷凍蝕刻的樣品,經(jīng)鉑、碳噴鍍而制備的復型膜具有很強的立體感。宜昌冷凍電鏡單顆粒技術服務
單顆粒冷凍電鏡技術二維圖像分析——顆粒圖像的匹配與分類:二維顆粒圖像的分類是獲取三維結構過程的第一步。對二維圖像的分析包括兩部分:顆粒圖像的匹配和顆粒圖像的分類。匹配的過程通常會對顆粒圖像應用一些變換操作,通過關聯(lián)函數(shù)去判斷不同顆粒圖像之間的相似程度。圖像匹配的算法主要分為兩種,即不依賴模型的方法和基于模型的方法,取決于是否存在利用樣本先驗信息得到的模板。隨著圖像匹配的完成,顆粒圖像需要進行分類。主要利用多元統(tǒng)計分析和主成分分析方法等算法,其他流行的二維顆粒分類技術還有神經(jīng)網(wǎng)絡分類,將圖像在二維空間自組織映射(self-organisingmapping,SOM)再進行分類和排序。二維圖像分析的目的是,首先通過圖像匹配消除旋轉(zhuǎn)和平移的誤差,利用類內(nèi)緊致、類間離散的原則進行圖像分類,較終可以對類內(nèi)顆粒圖像進行平均,提高信噪比,從而實現(xiàn)對高分辨率三維結構的構建。蕪湖低溫透射電鏡技術哪家好冷凍電鏡技術將在研究對象、分辨率水平和研究方法等各個方面取得重大進展。
冷凍電鏡技術近年來獲得了迅猛的發(fā)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(tài)、適用研究對象普遍等優(yōu)勢。同時,系統(tǒng)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(fā)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(tǒng)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。
冷凍電鏡技術的應用場景:冷凍電鏡主要應用在結構生物學和材料科學當中,如在2020戴口罩戴口罩中研究人員通過冷凍電鏡技術在解析病毒結構、推測其侵染人體細胞的路徑等傳播原理發(fā)揮了重要作用,研究人員將戴口罩的結構與其他幾種冠狀病毒進行了比較,發(fā)現(xiàn)2019-nCoV的S蛋白整體結構與SARS病毒S蛋白的整體結構相似,各個結構之間具有高度同源性。在材料科學的應用中,冷凍電鏡技術在一些對電子束、熱敏感材料,如鈣鈦礦材料、某些高分子材料、水凝膠、量子點等精細結構的物理表征與機理研究中也具有巨大的應用潛力。冷凍電鏡技術之冷凍掃描電鏡是克服樣品含水問題的一個快速、可靠和有效的方法。
冷凍電子顯微鏡技術中電子斷層掃描重構技術:電子斷層掃描技術是從一個物體的投影圖像重構獲得物體內(nèi)部結構的技術,通過獲取同一物體的多個連續(xù)角度下的二維投影圖來反向重構它的三維結構。簡單地說,電子斷層掃描技術就是將一個物體(樣品)沿著一個與電子束垂直的軸旋轉(zhuǎn),每旋轉(zhuǎn)一個角度,采集這個物體在相對應方向上的二維投影像,通過對這些二維投影圖的處理(相互配準),將不同角度的二維投影圖反向重構(如加權背投影等方法),獲得樣品整體三維結構的技術。電子斷層成像適合于在納米級尺度上研究不具有結構均一性的蛋白、病毒、細胞器以及它們之間組成的復合體的三維結構。與電子晶體學和單顆粒技術相比,這種技術無需樣品顆粒具有結構同一性,也不強調(diào)樣品具有一定的對稱性。因此,雖然目前電子斷層成像所獲得的結構的分辨率(約4~10納米)不能與以上兩種技術相比,但其在研究非定形、不對稱和不具全同性的生物樣品的三維結構和功能中有著不可替代的作用。冷凍電鏡技術也正在成為助力醫(yī)藥研發(fā)的有力手段。蕪湖低溫透射電鏡技術哪家好
冷凍電鏡技術之冷凍蝕刻電子顯微鏡優(yōu)點:可研究細胞內(nèi)的膜性結構及內(nèi)含物結構。宜昌冷凍電鏡單顆粒技術服務
低溫透射電鏡技術的應用:膠束體系對于濃度、pH、添加劑種類等液相環(huán)境條件的變化非常敏感,如果是干燥狀態(tài)其結構與有液相完全不同,因此必須用低溫透射電鏡表征其結構。通常情況下,膠束有球狀、囊泡狀、棒狀、層狀、六角束狀、洋蔥狀、蠕蟲狀等多種形狀,應用低溫透射電鏡技術,囊泡、膠束的結構可以被原位的真實呈現(xiàn)出來,可清晰地觀察到囊泡的完整性、分布、大小、融合等情況,而在普通電鏡條件下,干燥后的囊泡的形狀、結構很容易發(fā)生變化。同樣,低溫透射電鏡也能夠有效保持聚合物在液相的形態(tài),可清晰地觀察到聚合物的形態(tài)及聚集狀態(tài)。目前,低溫透射電鏡在生物大分子的成像尤其是蛋白結構的解析方面已經(jīng)取得了諸多突破的成果,相信在化學分子材料領域也會展現(xiàn)很好的應用前景。宜昌冷凍電鏡單顆粒技術服務