低温电子显微镜基本信息

中文名称	低温电子显微镜

低温电子显微镜迅猛发展

成功解析

现在低温电镜迅猛发展，专家们正在寻找更大的挑战作为下一个解析目标。对很多人来说，最想解析的是夹在细胞膜内的蛋白。这些蛋白是细胞信号通路中的关键分子，也是比较热门的药物靶标。这些蛋白很难结晶，而低温电子显微镜不大可能对单个蛋白进行成像，这是因为很难从背景噪音中提取这些信号。

加利福利亚大学(University of California)的生物物理学家程亦凡，计划解析一种细小的膜蛋白TRPV1。TRPV1是检测辣椒中引起灼烧感的物质的受体，并与其它痛感蛋白紧密相关。加利福利亚大学病理学家David Julius等人之前尝试结晶TRPV1，结果失败。

用低温电子显微镜解析TRPV1项目，一开始进展缓慢。但2013年底，技术进步使得这一项目有了重大突破，他们获得了分辨率为0.34纳米的TRPV1蛋白的结构。该成果的发表对于领域来说，无异于惊雷。因为这证实了低温电子显微镜能够解析小的、重要的分子。"当我看到TRPV1的结构时，我激动得一晚上睡不着觉。"Rubinstein说道。

研究者们可能面临更多这样无眠的夜晚。AGARd表示，会有更多膜蛋白相继被解析出来。

上个月由Scheres和清华大学的结构生物学家施一公合作用低温电子显微镜成功解析了一个膜蛋白。他们建立了γ-分泌酶的模型，γ-分泌酶负责合成与阿兹海默症相关的β-淀粉斑。0.34纳米分辨率的图谱显示，比较少见的遗传性阿尔茨海默病的γ-分泌酶突变后会在图谱上呈现两个"热点"(突变或者重组频率显着增加的位点)，并且这种突变最终会合成有毒性的β-淀粉斑。γ-分泌酶的结构图帮助研究者发现为什么以往的抑制剂会无效，从而促进新药的研发。程亦凡表示，γ-分泌酶的结构非常惊人。

类似的成功吸引了制药公司的注意。他们希望借助低温电子显微镜去解析那些无法结晶的蛋白，从而更好地研发药物。Scheres如今和辉瑞公司合作，攻克离子通道。离子通道包含很多膜蛋白，例如痛感受分子和神经递质受体。"我几乎被每一个人联系过。"Nogales说道。

低温电子显微镜造价信息

市场价

信息价

询价

低温电子显微镜生物仪器

低温电子显微镜，通过电子束对冷冻的生物分子进行成像，从而得到分子的三维结构。

目前，低温电子显微镜非常敏感，一声喊叫就会带来极大误差，导致实验失败。

世界上最先进的低温电子显微镜之一:位于英国医学研究委员会分子生物学实验室(UK MEDIcal Research Council Laboratory of MolECUlar Biology， LMB)，770万美金，外形笨重，是个大约3米高的金属盒子通过连接细胞的橙色缆线，可以传输以万亿字节计算的数据。

低温电子显微镜艰难发展

X射线晶体衍射一直是结构生物学家的最佳工具，但是它有较大的限制。科学家们可能需要几年才能找到把蛋白形成大块结晶的方法。而很多基础蛋白分子，例如嵌在细胞膜上的蛋白，或是形成复合体的蛋白却无法被结晶。

20世纪80年代和90年代，低温电子显微镜领域发展迅速。一个关键性突破是利用液态乙烷来快速冷冻蛋白溶液。这也是为什么叫低温电子显微镜的原因。这个技术的分辨率仅为1纳米，远远达不到针对蛋白结构进行药物设计的需求。而当时X射线晶体衍射的分辨率能达到0.4纳米。NIH等资助者投入了数亿美金来支持蛋白晶体领域的发展，但对于低温电子显微镜领域的资助却很少。

1997年，Henderson参加了高登研究会议(Gordon Research Conference )关于3D电子显微镜的年会。一位同事以这样的话做为开幕致词，"低温电子显微镜技术非常有限，不可能超越X射线晶体衍射。" 但Henderson的想法完全不同，在下一场发言中，他做出了反击。Henderson指出，低温电子显微镜会超越其它各种技术，成为全球研究蛋白结构的主流工具。

低温电子显微镜常见问题

电子显微镜除了包括亚显微镜还包括什么?

电子显微镜的分类 1、透射电镜 (TEM) 样品必须制成电子能穿透的，厚度为100～2000 Å的薄膜。成像方式与光学生物显微镜相似，只是以电子透镜代替玻璃透镜。放大后的电子像在荧光屏上显示出来，TE...

电子显微镜成像原理

电子显微镜是根据电子光学原理，用电子束和电子透镜代替光束和光学透镜，使物质的细微结构在非常高的放大倍数下成像的仪器。 电子显微镜的分辨能力以它所能分辨的相邻两点的最小间距来表示。20世纪70年代，透射...

电子显微镜的工作原理是什么?

顾名思义，所谓电子显微镜是以电子束为照明光源的显微镜。由于电子束在外部磁场或电场的作用下可以发生弯曲，形成类似于可见光通过玻璃时的折射现象，所以我们就可以利用这一物理效应制造出电子束的“透镜”，从而开...

简述电子显微镜的工作原理，它在高聚物研究中有哪些广泛的用途？分别予以论述。

电子显微镜（electron microsocope）简称电镜，是以电子束为照明源，通过电子流对样品的透射以及电磁透镜的多级放大后的荧光屏上成像的大型精密仪器。 电子与物质相互作用会产生透射电子, 弹...

显微镜价钱

一般实验室用的几百到几万都有。一分钱一分货。

低温电子显微镜最新应用

2015年结构生物学出现里程碑式进展，低温电子显微镜技术时代来临。

低温电子显微镜震惊了结构生物学。过去30年里，低温电子显微镜揭示了核糖体、膜蛋白和其它关键细胞蛋白的精细结构。这些发现都发表在顶级杂志上。结构生物学家们表示，毫不夸张地说，低温电子显微技术正处于革命之中:低温电子显微镜能够快速生成高分辨率的分子模型，这一点远超X射线晶体衍射等方法。依靠旧方法获得诺奖的实验室也在努力学习这一技术。这种新模型能够准确地揭示细胞运行的必要机制，以及如何靶向针对疾病相关的蛋白。

"低温电子显微镜能够解决很多以前无法解决的谜题。"旧金山加利福利亚大学(University of California)的结构生物学家David Agard这样说道。

Scheres被招进LMB时，任务是帮助改进低温电子显微镜，最终他成功了。2015年8月，他们发表了这个领域最令人振奋的成就:阿兹海默症相关的酶的高清图片，图片包括该酶的1200左右个氨基酸，分辨率达到零点几纳米。

生物学家们如今仍在努力发展该技术，以期用它解决小分子或可变形分子的精微结构--这对低温电子显微镜来说，也是一大挑战。来自加利福利亚大学(University of California)的结构生物学家Eva Nogales表示，叫它革命也好，飞跃也好，低温电子显微镜的确打开了一扇大门。

电子显微镜种类

电子显微镜按结构和用途可分为透射式电子显微镜、扫描式电子显微镜、反射式电子显微镜和发射式电子显微镜等。

透射式电子显微镜常用于观察那些用普通显微镜所不能分辨的细微物质结构;扫描式电子显微镜主要用于观察固体表面的形貌，也能与X射线衍射仪或电子能谱仪相结合，构成电子微探针，用于物质成分分析;发射式电子显微镜用于自发射电子表面的研究。

低温电子显微镜期刊报道

2013年末，《Nature Methods》杂志将年度技术授予了单细胞测序(single-cell sequencing)。同时，杂志还介绍了2014年值得关注的技术，其中就包括单粒子低温电子显微镜。

2013年发表的两篇文章介绍了美国加州大学旧金山分校的研究人员利用一种新开发的单电子计数探测器，证实了电子束诱导的移动会大幅降低分辨率，并且，他们发现，快速读取与几乎无噪音的电子计数的组合使图像模糊得以校正，将图像信息恢复到高分辨率。

低温电子显微镜震惊学界

低温电子显微镜震惊了结构生物学。过去30年里，低温电子显微镜揭示了核糖体、膜蛋白和其它关键细胞蛋白的精细结构。这些发现都发表在顶级杂志上。结构生物学家们表示，毫不夸张地说，低温电子显微技术正处于革命之中:低温电子显微镜能够快速生成高分辨率的分子模型，这一点远超X射线晶体衍射等方法。依靠旧方法获得诺奖的实验室也在努力学习这一技术。这种新模型能够准确地揭示细胞运行的必要机制，以及如何靶向针对疾病相关的蛋白。

"低温电子显微镜能够解决很多以前无法解决的谜题。"旧金山加利福利亚大学(University of California)的结构生物学家David Agard这样说道。

几年前Scheres被招进LMB，任务是帮助改进低温电子显微镜，最终他成功了。上个月，他们发表了这个领域最令人振奋的成就:阿兹海默症相关的酶的高清图片，图片包括该酶的1200左右个氨基酸，分辨率达到零点几纳米。

生物学家们如今仍在努力发展该技术，以期用它解决小分子或可变形分子的精微结构--这对低温电子显微镜来说，也是一大挑战。来自加利福利亚大学的结构生物学家Eva Nogales表示，低温电子显微镜打开了一扇大门。

电子显微镜组成

电子显微镜由镜筒、真空装置和电源柜三部分组成。

镜筒主要有电子源、电子透镜、样品架、荧光屏和探测器等部件，这些部件通常是自上而下地装配成一个柱体。

电子透镜用来聚焦电子，是电子显微镜镜筒中最重要的部件。一般使用的是磁透镜，有时也有使用静电透镜的。它用一个对称于镜筒轴线的空间电场或磁场使电子轨迹向轴线弯曲形成聚焦，其作用与光学显微镜中的光学透镜(凸透镜)使光束聚焦的作用是一样的，所以称为电子透镜。光学透镜的焦点是固定的，而电子透镜的焦点可以被调节，因此电子显微镜不象光学显微镜那样有可以移动的透镜系统。现代电子显微镜大多采用电磁透镜，由很稳定的直流励磁电流通过带极靴的线圈产生的强磁场使电子聚焦。电子源是一个释放自由电子的阴极，栅极，一个环状加速电子的阳极构成的。阴极和阳极之间的电压差必须非常高，一般在数千伏到3百万伏特之间。它能发射并形成速度均匀的电子束，所以加速电压的稳定度要求不低于万分之一。

样品可以稳定地放在样品架上，此外往往还有可以用来改变样品(如移动、转动、加热、降温 、拉长等)的装置。

探测器用来收集电子的信号或次级信号。

真空装置用以保障显微镜内的真空状态，这样电子在其路径上不会被吸收或偏向，由机械真空泵、扩散泵和真空阀门等构成，并通过抽气管道与镜筒相联接。

电源柜由高压发生器、励磁电流稳流器和各种调节控制单元组成。

低温电子显微镜未来前景

洛克菲勒大学(Rockefeller University)的生物物理学家Rod MacKinnon就是这些人之一。他在2003年因解析一些离子通道的结晶结构而获得诺贝尔奖。MacKinnon现在对低温电镜非常着迷。"我现在处于学习曲线的斜坡阶段，非常热切。" MacKinnon说道。他打算用低温电镜来研究离子通道是如何开和关的。

1997年时，Henderson非常坚定地宣称，低温电镜会成为解析蛋白结构的主流工具。在将近20年后的今天，他的预测比当年有了更多底气。Henderson表示，如果低温电镜保持这样的势头继续发展，技术问题也得以解决，那么低温电镜不仅会成为解析蛋白结构的第一选择，而是主流选择。这个目标已经离我们不远了。

结构生物学家 Sjors Scheres表示，未来需要更多低温电子显微镜，未来它会成为结构生物学的主流。

实用电子显微镜技术目录

第一章 电子显微镜技术发展简史

第一节 电子显微镜发展简史

一、国外电子显微镜生产简况

二、国内电子显微镜生产简况

三、电子显微镜的发展

第二节 电子显微镜技术的发展与应用

一、电子显微镜技术的发展

二、电子显微镜技术的应用

第三节 其他显微技术的发展

第四节 电子显微学主要学术组织和刊物

一、国内电子显微学学术组织及刊物

二、国际电子显微学的主要期刊杂志及主要参考书

提要

思考题

第二章 样品包埋块制作

第一节 概述

一、光镜和电镜样品差异

二、包埋块制作程序与质量标准

第二节 取材与固定

一、取材

二、固定

第三节 漂洗与脱水

一、漂洗

二、脱水

第四节 浸透与包埋

一、包埋剂

二、包埋剂配制注意事项

三、包埋模具

第五节 制作包埋块常规实验方法

一、取材与固定

二、脱水与浸透

三、包埋与聚合

四、制样常规操作程序

第六节 制作包埋块特殊实验方法

一、组织的快速包埋

二、重新包埋

三、可逆包埋技术

提要

思考题

第三章 超薄切片

第一节 切片刀具与修整包埋块

一、玻璃刀

二、钻石刀

三、制作水槽

四、修整包埋块

第二节 载网

一、载网种类及特性

二、载网的处理

第三节 支持膜

一、方华膜

二、碳膜

三、火棉胶基底碳膜

四、硝化纤维素基底碳膜

五、微筛膜

六、单孔及大孔铜网制膜技巧

第四节 切片

一、组织面粗切

二、切片前的调整

三、切片

四、切片问题分析与解决

第五节 半薄切片

一、切片装置及切片方法

二、捞片、染色及保存

提要

思考题

第四章 正染色

第一节 概述

一、电子显微镜图像反差形成原理

二、染色的必要性

……

第五章 免疫电子显微镜术

第六章 冷冻复制

第七章 冷冻固定和冷冻置换

第八章 负染色技术

第九章 核酸大分子电镜样品制备技术

第十章 透射电子显微镜

第十一章 扫描电子显微镜及样品制备

第十二章 电子显微镜的实验室安全

参考文献

中英文名词索引

附录 电子显微照片

备注：数据仅供参考，不作为投资依据。