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，每旋轉一個角度，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，它能應用于任何真空狀態(tài)。寧波冷凍電鏡單顆粒技術應用

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(fā)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(yōu)點：①樣品通過冷凍，可使其微細結構接近于活的狀態(tài);②樣品經(jīng)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(nèi)的膜性結構及內(nèi)含物結構;③冷凍蝕刻的樣品，經(jīng)鉑、碳噴鍍而制備的復型膜，具有很強的立體感且能耐受電子束轟擊和長期保存?；茨螩ryo-TEM技術用途冷凍電鏡技術可以通過揭示細胞里發(fā)生的生命過程細節(jié)，幫助人們了解很多有意思的生物學現(xiàn)象。

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(jīng)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。

冷凍電鏡技術在結構生物學中的應用：冷凍電鏡技術主要應用在單個蛋白質(zhì)分子結構的分析方面。此外，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(guī)律和機制等奧秘會產(chǎn)生更大影響。有人創(chuàng)造了利用冷凍電鏡單顆粒分析技術解析至近原子分辨率的分子量較小的生物大分子的記錄。施一公研究組解析了γ-secretase蛋白質(zhì)和RyR-1蛋白質(zhì)。研究組解析了Mammalianrespirasome蛋白質(zhì)。隨著越來越多蛋白質(zhì)神秘面紗的揭開，我們可以更好地解釋各種各樣的生命活動發(fā)生的原因和機理。利用冷凍電鏡技術觀察到的蛋白質(zhì)結構，我們可以定向改造或構建新的蛋白質(zhì)用于科研或醫(yī)療領域。冷凍電鏡技術采用的快速冷凍技術關鍵在于“快速”。

單顆粒冷凍電鏡技術的圖像處理技術：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)三維模型的重構和優(yōu)化(3Dreconstructionandrefinement)；(5)多重構象的結構分析(heterogeneityanalysis)；(6)對重建結構分辨率的分析(structureresolutionassessment)；(7)結合生物化學原理和實驗數(shù)據(jù)對三維結構的解讀(modelinterpretationandvalidation)。冷凍電鏡“分辨率改變”使其成為獲得優(yōu)于3?結構的常規(guī)技術。宜昌冷凍透射電子顯微鏡技術

主要使用的幾種冷凍電子顯微學技術結構解析方法包括：電子晶體學、單顆粒重構技術、電子斷層掃描等。寧波冷凍電鏡單顆粒技術應用

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。寧波冷凍電鏡單顆粒技術應用

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