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(guò)控制樣品升華刻蝕來(lái)選擇性地去除表面水分(冰)等。冷凍電鏡技術(shù)之冷凍掃描電鏡是防止樣品丟失水分的特別有效方法,它能應(yīng)用于任何真空狀態(tài)。金華生物冷凍透射電子顯微鏡技術(shù)哪里有
冷凍電鏡技術(shù)基本原理之電鏡三維重構(gòu)理論:D.DeRosier和A.Klug提出三維重構(gòu)理論是借助一系列沿不同方向投影的電子顯微像來(lái)重構(gòu)被測(cè)物體的立體構(gòu)型,利用計(jì)算機(jī)數(shù)字圖像處理技術(shù)進(jìn)行電子顯微像三維重構(gòu)測(cè)定生物大分子結(jié)構(gòu)的概念和方法。透射電子顯微鏡成像過(guò)程中,電子束穿透樣品,將樣品的三維電勢(shì)密度分布函數(shù)沿著電子束的傳播方向投影至與傳播方向垂直的二維平面上。運(yùn)用中心截面定理,從而可以通過(guò)三維物體不同角度的二維投影在計(jì)算機(jī)內(nèi)進(jìn)行三維重構(gòu)來(lái)解析獲得物體的三維結(jié)構(gòu)。常州快速冷凍顯微鏡技術(shù)特點(diǎn)單顆粒冷凍電鏡技術(shù)首先捕獲大量隨機(jī)分布的同一種生物樣品的二維圖像,通過(guò)圖像處理算法解析其三維結(jié)構(gòu)。
冷凍電鏡技術(shù)中的電子斷層掃描技術(shù)與單顆粒分析法的比較:?jiǎn)晤w粒分析法:它的優(yōu)點(diǎn):解析生物大分子的理論分辨率可達(dá)原子級(jí);樣品受總輻射值小;對(duì)稱顆粒的解析分辨率更高;分子量越大,結(jié)果越好;電子斷層掃描技術(shù):優(yōu)點(diǎn):簡(jiǎn)單直接;對(duì)樣品的要求較低;常用于對(duì)細(xì)胞或者生物組織結(jié)構(gòu)的三維重構(gòu);但是,對(duì)同一樣品位置多次拍照時(shí),電子束對(duì)樣品的輻照損傷就會(huì)成為了比較嚴(yán)重的問題;當(dāng)樣品旋轉(zhuǎn)角度受到電子束透過(guò)樣品厚度能力的限制。
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(guò)程如下:從原始的電鏡照片中將顆粒圖像挑選出來(lái),對(duì)其進(jìn)行二維圖像對(duì)中、分類和平均,然后通過(guò)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(guò)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(lái)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)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì):冷凍電鏡單粒子法既可以對(duì)具有對(duì)稱結(jié)構(gòu)的大分子進(jìn)行研究。
冷凍電鏡技術(shù)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì):1、更接近天然狀態(tài):電子斷層成像技術(shù)則可用來(lái)研究一定厚度的亞細(xì)胞器在天然狀態(tài)下的內(nèi)部結(jié)構(gòu),不需要蛋白質(zhì)結(jié)晶。2、適用研究對(duì)象普遍:冷凍電鏡單粒子法既可以對(duì)具有對(duì)稱結(jié)構(gòu)的大分子進(jìn)行研究,也適合于研究結(jié)構(gòu)不規(guī)則的大分子復(fù)合物,對(duì)于分子量的上限沒有限制,理論上>100kD的分子在成像技術(shù)能夠保證的情況下可以形成足夠的對(duì)比以進(jìn)行圖像校正。冷凍電鏡技術(shù)作為一種重要的結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究方法,它與X射線晶體學(xué)、核磁共振一起構(gòu)成了結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究的基礎(chǔ)。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。東莞透射電鏡技術(shù)品牌
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)。金華生物冷凍透射電子顯微鏡技術(shù)哪里有
冷凍電子顯微技術(shù)的發(fā)展與完善經(jīng)歷了復(fù)雜而艱辛的探索,下面,我們將深入解析冷凍電子顯微鏡的工作原理、流程與儀器結(jié)構(gòu),揭開它的廬山真面目。樣品制備:樣品快速冷凍技術(shù):樣品的原位冷凍固定處理是低溫電子顯微鏡標(biāo)本制備的開始。冷凍電鏡采用的快速冷凍技術(shù)關(guān)鍵在于“快速”。這是由于:采用常規(guī)冷凍手段,水分子會(huì)在氫鍵作用下形成冰晶,一來(lái)會(huì)改變樣品結(jié)構(gòu),二來(lái)在成像過(guò)程中,冰晶體會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的電子衍射掩蓋樣品信號(hào)。而當(dāng)冷凍速率足夠快時(shí),水分子在形成晶體之前就會(huì)凝固成無(wú)定形的玻璃態(tài)冰,具有非晶態(tài)特性,保證了在電子束探測(cè)成像的過(guò)程中不會(huì)對(duì)樣品成像造成干擾。冷凍固定時(shí),樣品首先放置在由液氮冷卻的容器中,隨后被快速浸入液態(tài)乙烷中。采用液態(tài)乙烷作為冷凍劑的目的是為了使冷凍速率足夠快,在冷凍過(guò)程中,樣品將以每秒104至106K的速度被快速冷卻。生物樣品中的水被玻璃化冷凍后,樣品結(jié)構(gòu)就得到了保持和固定,同時(shí)玻璃化冰也不會(huì)在真空環(huán)境中揮發(fā),在一定程度上保護(hù)了樣品免受電子輻射的損傷。金華生物冷凍透射電子顯微鏡技術(shù)哪里有