蕪湖透射電子顯微鏡技術(shù)平臺

單顆粒冷凍電鏡技術(shù)的圖像處理技術(shù)：經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，目前冷凍電鏡的數據處理部分主要包含了以下的流程：(1)襯度傳遞函數的修正(CTFcorrection)；(2)樣品分子投影數據的篩選(particleselection)；(3)二維投影數據的分類(lèi)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(xué)原理和實(shí)驗數據對三維結構的解讀(modelinterpretationandvalidation)。冷凍電鏡技術(shù)中單顆粒分析法優(yōu)點(diǎn)：樣品受總輻射值小；對稱(chēng)顆粒的解析分辨率更高。蕪湖透射電子顯微鏡技術(shù)平臺

單顆粒冷凍電鏡技術(shù)二維圖像分析——顆粒圖像的匹配與分類(lèi)：二維顆粒圖像的分類(lèi)是獲取三維結構過(guò)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(lèi)。匹配的過(guò)程通常會(huì )對顆粒圖像應用一些變換操作，通過(guò)關(guān)聯(lián)函數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(lài)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(zhù)圖像匹配的完成，顆粒圖像需要進(jìn)行分類(lèi)。主要利用多元統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(lèi)技術(shù)還有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )分類(lèi)，將圖像在二維空間自組織映射(self-organisingmapping，SOM)再進(jìn)行分類(lèi)和排序。二維圖像分析的目的是，首先通過(guò)圖像匹配消除旋轉和平移的誤差，利用類(lèi)內緊致、類(lèi)間離散的原則進(jìn)行圖像分類(lèi)，較終可以對類(lèi)內顆粒圖像進(jìn)行平均，提高信噪比，從而實(shí)現對高分辨率三維結構的構建。廣州透射電鏡技術(shù)用途冷凍電鏡技術(shù)使生物分子成像，變得更加簡(jiǎn)單，把生物化學(xué)帶入了一個(gè)新紀元。

冷凍電鏡技術(shù)工作流程：首先是樣品制備。高純度、高濃度的蛋白樣品溶液被滴在一個(gè)特制的樣品載網(wǎng)上面。載網(wǎng)由一張布滿(mǎn)小孔的超薄非晶碳薄膜和金屬支撐框架組成，在表面張力的作用下，微孔上會(huì )形成一層跨孔的薄水膜。將多余溶液吸走后，把載有蛋白溶液超薄膜的載網(wǎng)迅速投入到液態(tài)乙烷冷凍劑中使其快速冷凍，從而使蛋白質(zhì)分散固定在玻璃態(tài)的冰膜中。然后電鏡圖像采集。選擇較有可能產(chǎn)生較佳圖像的較佳顆粒密度和玻璃態(tài)冰厚度的樣品。

冷凍電子顯微鏡技術(shù)步驟之樣品制備：用于冷凍電鏡研究的生物樣品必須非常純凈。生物樣品是在高真空的條件下成像的，所以樣品的制備既要能夠保持本身的結構又能抗脫水、電子輻射。現在普遍采用的方法是通過(guò)快速冷凍使含水樣品中的水處于玻璃態(tài)，也就是在親水的支持膜上將含水樣品包埋在一層較樣品略高的薄冰內。冰的結構多種多樣，包括六角形冰、立方體冰等，其物理狀態(tài)與冷凍速率有關(guān)。若要形成玻璃態(tài)(即無(wú)定形態(tài))的冰，需要冷凍速率達到每秒鐘104攝氏度。此時(shí)，冰的結構呈現各向同性，不會(huì )因成像角度不同而導致圖像產(chǎn)生偏差。該方法有兩個(gè)步驟:一是將樣品在載網(wǎng)上形成一薄層水膜:二是將第步獲得的含水薄膜樣品快速冷凍。在多數情況下，用手工將載網(wǎng)迅速浸入液氮內可使水冷凍成為玻璃態(tài)。其優(yōu)點(diǎn)在于將樣品保持在接近生活狀態(tài)，不會(huì )因脫水而變形，同時(shí)可以減少輻射損傷。基于結構的藥物設計已經(jīng)逐漸成為藥物開(kāi)發(fā)設計的主流，與此同時(shí)冷凍電鏡技術(shù)也在蓬勃發(fā)展。

冷凍電鏡技術(shù)究竟是什么呢？一直以來(lái)，科學(xué)家們不斷進(jìn)行基礎生命科學(xué)的探究，探究細胞內的生命規律，為人類(lèi)健康及其他學(xué)科提供借鑒。而分子是生命體中行使功能的較小單元，生命科學(xué)研究也逐步發(fā)展到了微觀(guān)生物分子的結構與功能研究階段，以期逐步加深對生命過(guò)程的認知。充分的基礎研究不只能幫助我們深刻認識生命過(guò)程，并且能夠幫助改善人類(lèi)健康和提高人類(lèi)生活質(zhì)量。科學(xué)家們能夠通過(guò)生命科學(xué)研究幫助確定新的藥物靶點(diǎn)，并進(jìn)行基于靶點(diǎn)的藥物篩選，提高藥物研究的成功率、安全性和有效性。并且隨著(zhù)生物制品尤其抗體大分子藥物的發(fā)展，冷凍電鏡技術(shù)越來(lái)越多地應用于活性生物分子結構的解析中。冷凍電鏡技術(shù)之冷凍透射電鏡通過(guò)對樣品的冷凍，降低電子束對樣品的損傷，從而得到更加真實(shí)的樣品形貌。廣州透射電鏡技術(shù)用途

冷凍電鏡技術(shù)之冷凍透射電鏡優(yōu)點(diǎn)：透鏡多，光學(xué)性能好。蕪湖透射電子顯微鏡技術(shù)平臺

冷凍電鏡技術(shù)：隨著(zhù)技術(shù)的不斷進(jìn)步和人類(lèi)對于生命科學(xué)領(lǐng)域知識的不斷積累，藥物研發(fā)越來(lái)越走向理性化，包括法規體系的建立和優(yōu)化、藥品質(zhì)量控制模式的變遷走向QbD階段。基于結構的藥物設計已經(jīng)逐漸成為藥物開(kāi)發(fā)設計的主流，與此同時(shí)冷凍電鏡技術(shù)也在蓬勃發(fā)展。冷凍電鏡單顆粒分析技術(shù)和微晶電子衍射技術(shù)不只能解析近原子分辨率的結構，而且能解析傳統結構生物學(xué)無(wú)法解析的結構，幫助確認藥物靶點(diǎn)，拓展可用藥物靶點(diǎn)的研究范圍和完善基于靶點(diǎn)結構的藥物設計。冷凍電子斷層掃描技術(shù)在不久的未來(lái)可能提供細胞原位觀(guān)察藥物與靶點(diǎn)的作用。蕪湖透射電子顯微鏡技術(shù)平臺

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