冷冻电镜技术基本原理之电镜三维重构理论:D.DeRosier和A.Klug提出三维重构理论是借助一系列沿不同方向投影的电子显微像来重构被测物体的立体构型,利用计算机数字图像处理技术进行电子显微像三维重构测定生物大分子结构的概念和方法。透射电子显微镜成像过程中,电子束穿透样品,将样品的三维电势密度分布函数沿着电子束的传播方向投影至与传播方向垂直的二维平面上。运用中心截面定理,从而可以通过三维物体不同角度的二维投影在计算机内进行三维重构来解析获得物体的三维结构。冷冻电镜技术将在研究对象、分辨率水平和研究方法等各个方面取得重大进展。韶关透射电子显微镜技术
冷冻电镜技术原理之电子晶体学:利用电子显微镜对生物大分子在一维、二维以致三维空间形成的高度有序重复排列的结构(晶体)成像或者收集衍射图样,进而解析这些生物大分子的结构,这种方法称为电子晶体学。其适合的样品分子量范围为10~500kD,Zgao分辨率约0.19nm。该方法与X射线晶体学的类似之处在于均需获得高度均一的生物大分子的周期性排列,不同之处是利用电子显微镜除了可以获得晶体的电子衍射外还可以通过获得晶体的图像来进行结构解析。东莞冷冻透射电子显微镜技术哪里有冷冻电镜技术之冷冻透射电镜通常是在普通透射电镜上加装样品冷冻设备。
冷冻电镜技术测定结构的几种方法:X射线晶体学、NMR、和冷冻电镜技术各有优缺点,将这几种方法结合共同研究结构与功能将使结构生物学家对所研究的分子有更为全部的理解,而这些信息是单用任何一个方法所无法获得的。将X射线晶体模型与经电镜获得的密度图重合可以对电镜三维重构的结构作更详尽的解释,例如将牛的水通道(AQP1,与人的有90%同源性)的高分辨率的晶体结构与先前用冷冻电镜技术重构出来的人的中等分辨率水通道的三维结构进行比较,可以进一步确定冷冻电镜获得的中等分辨率的结构,同时也显示出了冷冻电镜技术的优势和局限性。另一方面,较低分辨率的电镜三维重构模型可以用来解释病毒或大分子的晶体结构。而且,将X射线晶体的精细结构与冷冻电镜的重构模型结合构建生物大分子复合物在发挥功生物学功能过程中出现的构像变化模型。这很大程度增加了我们对于复杂分子的活动机制的理解。电子显微技术,成像技术,计算机技术,生物信息技术等不同学科的结合,将为我们提供研究生命现象与本质的强有力的手段。
冷冻电镜技术的独特优势:1、更接近天然状态:电子断层成像技术则可用来研究一定厚度的亚细胞器在天然状态下的内部结构,不需要蛋白质结晶。2、适用研究对象普遍:冷冻电镜单粒子法既可以对具有对称结构的大分子进行研究,也适合于研究结构不规则的大分子复合物,对于分子量的上限没有限制,理论上>100kD的分子在成像技术能够保证的情况下可以形成足够的对比以进行图像校正。冷冻电镜技术作为一种重要的结构生物学研究方法,它与X射线晶体学、核磁共振一起构成了结构生物学研究的基础。冷冻电镜技术中的单颗粒分析法理论成像分辨率更高。
冷冻电镜技术揭示生物分子细节:科学家在透射电子显微镜之上发明了冷冻电镜,实现了生物分子“近原子级”的分辨率,让人类终于可以一窥究竟生物分子是如何执行其功能。在过去几年里,冷冻电子显微镜技术逐渐成为结构生物学的重要研究工具。冷冻电镜技术的基本原理是将生物大分子溶液置于电镜载网上形成一层非常薄的水膜,然后利用快速冷冻技术将其瞬间冷冻至液氮温度下。冷冻速度非常快,以至于水膜无法形成晶体,而是形成一层玻璃态的冰。生物大分子就被固定在这层薄冰里。将这样的冷冻样品保持低温放置在透射电子显微镜下观察,从而获得生物大分子的结构,被称为冷冻电镜技术。冷冻电镜技术与X射线晶体学、核磁共振一起构成了高分辨率结构生物学研究的基础。荆州冷冻透射电镜技术应用
冷冻电镜技术之冷冻透射电镜是将样品冷却到液氮温度,用于观测蛋白、生物切片等对温度敏感的样品。韶关透射电子显微镜技术
冷冻电镜技术近年来获得了迅猛的发展,取得了许多具有重大意义的成果。冷冻电镜将生物分子进行冷冻便可进行高分辨率成像,还具有分辨率高、更接近天然状态、适用研究对象普遍等优势。同时,系统地综述了冷冻电镜技术在科学研究中的应用,并展望冷冻电镜技术未来的发展。冷冻电镜(cryo-electronmicroscopy,cryo-EM)技術,是在低温下使用透射电子显微镜观察样品的显微技术,即把样品冷冻并保持低温放进显微镜里面,用高度相干的电子作为光源从上面照射,透过样品和附近的冰层,受到散射,再利用探测器和透镜系统把散射信号成像记录下来,较后进行信号处理,得到样品的结构。韶关透射电子显微镜技术
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