上海司鼎生物科技有限公司
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南通冷冻电镜单颗粒技术服务电话

时间:2023年05月11日 来源:上海司鼎生物科技有限公司

冷冻电镜技术的原理:冷冻电子显微学解析生物大分子及细胞结构的中心是透射电镜成像,其基本过程包括样品制备、透射电镜成像、图像处理及结构解析等几个基本步骤。在透射电镜成像中,电子枪产生的电子在高压电场中被加速至亚光速并在高真空的显微镜内部运动,根据高速运动的电子在磁场中发生偏转的原理,透射电镜中的一系列电磁透镜对电子进行汇聚,并对穿透样品过程中与样品发生相互作用的电子进行聚焦成像以及放大,Z后在记录介质上形成样品放大几千倍至几十万倍的图像,利用计算机对这些放大的图像进行处理分析即可获得样品的精细结构。冷冻电镜技术可实现直接观察液体、半液体及对电子束敏感的样品,如生物、高分子材料等。南通冷冻电镜单颗粒技术服务电话

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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。徐州冷冻电子显微镜技术特点冷冻电镜技术的独特优势:更接近天然状态,不需要蛋白质结晶。

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单颗粒冷冻电镜技术的颗粒挑选:接下来需要从原始数据中筛选出颗粒投影,也被称为“颗粒挑选”,颗粒挑选的好坏也将影响所有后续的分析和处理过程,是一个重要并且繁琐的步骤。颗粒挑选方式可以分为手动挑选、半自动挑选和完全自动挑选这几种。在早期的分析中,对于结构的了解还非常少,优先考虑的都是人工挑选。但是自动的颗粒图像获取方法的出现使得在很短时间内可以收集数十万张颗粒图像,人工挑选大量的颗粒图像不太现实,并且人工的挑选通常会过于集中于某一类颗粒图像,导致遗漏和偏差。半自动和全自动的方法主要有以下三类:(1)通过例如降噪、反衬增强、边缘算子等图像形态学方法搜索区域,基于数字图像处理学的原理,将颗粒图像与背景分离开来。(2)基于模板的方法,通过扫描数据图像和已知的模板比较来挑选出潜在的颗粒图像,模板的来源通常为手动选出的数据图像中较为清晰的颗粒图像,或者是已知结构的投影。(3)结合无模板和有模板的方法,通过一些有监督的机器学习算法进行颗粒挑选。

冷冻电镜技术工作流程:首先是样品制备。高纯度、高浓度的蛋白样品溶液被滴在一个特制的样品载网上面。载网由一张布满小孔的超薄非晶碳薄膜和金属支撑框架组成,在表面张力的作用下,微孔上会形成一层跨孔的薄水膜。将多余溶液吸走后,把载有蛋白溶液超薄膜的载网迅速投入到液态乙烷冷冻剂中使其快速冷冻,从而使蛋白质分散固定在玻璃态的冰膜中。然后电镜图像采集。选择较有可能产生较佳图像的较佳颗粒密度和玻璃态冰厚度的样品。冷冻电镜技术之冷冻蚀刻电子显微镜优点:样品通过冷冻,可使其微细结构接近于活的状态。

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冷冻电子显微镜技术:目前使用的几种主要的结构解析方法包括:电子晶体学单颗粒重构技术和电子断层扫描重构技术等。电子晶体学:电子晶体学技术利用电子显微镜的成像和电子衍射的功能,从生物大分子的二维晶体获取结构信息,解析其三维结构。生物大分子在空间中有序排列,可以形成三维晶体,也可以形成二维晶体对于二维晶体来说,其只在X-Y平面内具有平移对称性,电子波照射到二维晶体上时能够发生衍射。根据电子显微镜记录的二维图像来确定相位,利用二维晶体的衍射图谱来确定振幅,从而通过反傅里叶变换计算出大分子的密度投影,之后再利用三维重构技术获得大分子的三维结构图,从而解析出生物大分子的三维结构。该方法的特点是解析分辨率较高,可达到近原子分辨率。但获得蛋白的二维晶体来作为样品,仍然是一项非常具有挑战性的工作。冷冻电镜技术,是一种重要的结构生物学研究方法。南通冷冻电镜单颗粒技术服务电话

冷冻电镜技术中的单颗粒分析法:是针对单个粒子进行重构的技术。南通冷冻电镜单颗粒技术服务电话

冷冻电镜技术之冷冻扫描电镜:扫描电镜工作者都面临着一个不能回避的事实,就是所有生命科学以及许多材料科学的样品都含有液体成分。很多动植物组织的含水量达到98%,这是扫描电镜工作者比较难对付的样品问题。冷冻扫描电镜(Cryo-SEM)技术是克服样品含水问题的一个快速、可靠和有效的方法。这种技术还被普遍地用于观察一些“困难”样品,如那些对电子束敏感的具有不稳定性的样品。各种高压模式如VP、LVESEM的出现,已允许扫描电镜观察未经冷冻和干燥的样品。但是,冷冻扫描电镜仍然是防止样品丢失水分的Z有效方法,它能应用于任何真空状态,包括装于扫描电镜的Peltier台以及向样品室内冲以水汽的装置。冷冻扫描电镜还有一些其他优点,如具有冷冻断裂的能力以及可以通过控制样品升华刻蚀来选择性地去除表面水分(冰)等。南通冷冻电镜单颗粒技术服务电话

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