冷冻扫描电子显微镜的优势

冷冻扫描电子显微镜的优势

如果有生物体系的结构需要用到电镜方法来研究的话，就会面临两个问题，一个是如何保存生物分子生活状态的结构，另外就是在电镜下观察生物大分子时，观察的对象其实是三维结构，但是电镜图像中显示的确实这些三维结构的二维投影，这两点是扫描过程中难以对付的两种样品问题。

对于如何保存生物分子生活状态的结构，早期的干燥样品的金属投影或者负染的方法显然是不符合要求的，这是因为干燥过程中分子本身的形态就会发生改变，而用于增加反差的重金属也会掩盖分子的结构细节。冷冻电镜方法的出现使得这些问题得到了解决。

由于冷冻扫描电子显微镜的特殊制备方法，使得生物分子样品可以在含水的状态下被电镜观察到，所以更接近生活状态。不仅如此，因为冷冻过程是可以在数毫秒内完成，因此可以利用扫描电子显微镜来捕捉那些转瞬即逝的生化过程。

在观察生物大分子时，由于观察不到三维结构，因此必须解决由生物分子的二维电镜推知三维结构的方法问题，这就是三维重构方法。

冷冻电镜方法结合三维重构技术近年来在结构生物学领域正在迅速发展，与X射线扫描电镜和核磁共振等传统的测定蛋白质分子三维结构的方法相比较，它具有以下几个方面的优势：

（1）能够保持生物样品的活性和功能状态

（2）无需制备晶体样品，适合难于结晶的大分子以及复合物的三维结构的判定

（3）结合扫描电子显微镜等设备，可以实现显微制样、数据收集、三维重构的全过程的自动化或者半自动化，为快速解析大分子极复合的三维结构打下基础

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