【摘要】 通过阴性染色（NS）研究蛋白质结构最初是由Brenner和Horne[1]在半个世纪前用病毒开发的。

大多数透射电子显微镜（TEM）都具有显示硬质材料原子结构的能力。然而，当检查蛋白质等软（尤其是生物）材料的结构时，由于辐射损伤、图像对比度低、结构坍塌或变平以及脱水，即使在接近一纳米的分辨率下也很难获得结构。

 

冷冻电子显微镜（Cryo-EM）是一种在接近生理条件下以原子分辨率确定蛋白质结构的先进方法。冷冻电镜尽管有其优点，但也有许多并发症。此外，冷冻样品的一次性使用限制了获得意外发现的机会，尤其是当样品难以纯化或分离后不稳定时。

 

通过阴性染色（NS）研究蛋白质结构最初是由Brenner和Horne[1]在半个世纪前用病毒开发的。NS的概念始于光学显微镜，通过将细菌浸入致密的污渍中，在样本周围提供黑暗，从而利用负对比度照亮样本。NS-EM包括用阳离子或阴离子重金属盐的薄染色层涂覆样品。Colliex等人[2]指出NS-EM可以用这些涂层的重金属污渍产生高对比度图像，因为重金属污渍比蛋白质本身中较轻的原子更强烈地散射电子。

 

NS-EM样品的修复在任何实验室都可以很容易地进行调整。重金属污渍允许更高的电子剂量耐受性，NS方法已被用于检测脂蛋白的结构和形态。已知其结构动态，性质灵活。脂蛋白的结构对缓冲液的pH、盐浓度和化学试剂也很敏感。

 

几十年来观察到的脂蛋白结构的一个明显伪影是，在NS图像中，脂蛋白颗粒如何有规律地呈现堆叠的rouleau。血清分析、天然凝胶、小角度散射和冷冻电镜研究中没有红细胞的形成。Jones等人[3]考虑到NS图像中显示的rouleau形成可能导致对脂蛋白结构和功能的不准确解释，有必要对用于检查脂蛋白结构的NS方案进行彻底调查或比较。

 

[1] Brenner S, Horne R W. A negative staining method for high resolution electron microscopy of viruses[J]. Biochimica et biophysica acta, 1959, 34: 103-110.

[2] Forte T M, Nordhausen R W. [26] Electron microscopy of negatively stained lipoproteins[M]//Methods in enzymology. Academic Press, 1986, 128: 442-457.

[3] Jones M K, Zhang L, Catte A, et al. Assessment of the validity of the double superhelix model for reconstituted high density lipoproteins: a combined computational-experimental approach[J]. Journal of Biological Chemistry, 2010, 285(52): 41161-41171.

 

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