冷冻电镜技术的优点冷冻电镜技术的应用4不需要对样品进行特殊化处理（如不需要结晶），研究速度大大提高。样品需求量小，可重复性高。更接近生理状态，可获得不同构象或中间物的动态快照。适用研究范围广，可以研究天然的、动态的结构，也可以对不均一样品进行研究。冷冻电镜技术的突破，把结构生物学从“静态结构生物学”变成了“动态结构生物学”，把结构和功能真正对应起来。极大的推动结构生物学和细胞生物学的发展，冷冻电子显微镜技术还将广泛应用于细胞组织的超微结构解析。冷冻电镜技术革命还将开启巨大的潜在医疗价值。冷冻电镜技术方法在时间和精度方面的大幅度提高有时会导致不可预测的重大科学和应用价值。冷冻电镜技术的应用将推进重大疾病药物的研发工作，标靶药物因其副作用小、药效更明显，是未来医药界研究的主流，而靶向研究中最重要的工作就是分析小分子和蛋白质是如何结合在一起的，这就需要冷冻电镜技术。*冷冻电镜技术的应用41.研究那些不适合于应用X-射线晶体学和核磁共振波谱学的分子及其聚合物的结构如：Alzheimer疾病(阿尔茨海默病,俗称老年痴呆症)的淀粉状蛋白纤维聚合物的结构2.研究生物大分子处于不同功能状态时的结构如：离子通道开关3.为X-射线晶体学结构解析提供初始分子置换模型及初始相位如：核糖体的三维结构4.研究生物大分子复合物的结构如：病毒-受体复合物的结构5.研究细胞器甚至是活细胞的结构如:生物分子在运动过程中的结构和结构的变化*THANKS湘北****************************冷冻电镜技术Cryo-EM*目录CONTENTS1冷冻电镜技术的概述什么是Cryo-EM、冷冻电镜的分类2冷冻电镜技术的发展1968—→Now3冷冻电镜技术的原理样品冷冻、冷冻成像、三维重构4冷冻电镜技术的应用结构生物学、医疗、具体应用场景*PART1冷冻电镜技术的概述*1冷冻电镜技术的概述冷冻电镜即冷冻电子显微镜(cryo-electronmicroscopy，cryo-EM)，是将生物大分子快速冷冻后，在低温环境下利用透射电子显微镜对样品进行成像，再经图像处理和重构计算获得样品的三维结构。什么是Cryo-EM*1冷冻电镜技术的概述看清楚分子级别的结构必须用电子显微镜*1冷冻电镜技术的概述理论上电子剂量越高，成像质量越好然而生物分子太脆弱，无法承受法承受高剂量电子的冲击*1冷冻电镜技术的概述用低剂量的电子束配合叠加平均的办法解析生物分子结构的方法成功拍照但要求分子在样品中整齐排列，这个方法普适性比较有限*1冷冻电镜技术的概述通过给成千上万个随机朝向的同一种生物分子照相，得到不同角度的二维图像后再运用计算机软件进行三维重建，得到分子的完整三维结构*1冷冻电镜技术的概述使生物分子能够快速冷冻在玻璃态的水中来减轻对分子的破坏电镜底下观察可以得到高分辨率的照片*冷冻透射电子显微镜（Cryo-TEM）冷冻透射电镜技术是在普通透射电镜上加装样品冷冻装置，将样品冷却到液氮温度(77K),用于观测蛋白、生物切片等对温度敏感样品的一种技术。通过对样品的冷冻，可以降低电子束对样品的损伤，减小样品的形变，从而得到更加真实的样品形貌。冷冻扫描电子显微镜（Cryo-SEM）冷冻扫描电镜技术一般是在普通扫描电镜上加装低温冷冻传输系统和冷冻样品台装置，它是在扫描电镜的基础上发展起来的一种技术，可以直接观察液体、半液体的样品，不需要对样品进行干燥处理，最大程度地减少了常规的干燥过程对高度含水样品的影响。冷冻蚀刻电子显微镜（Freeze-etching）冷冻蚀刻电镜技术是一种将断裂和复型相结合的制备透射电镜样品技术，可以显示细胞、组织微细结构的立体构像。它具有使微细结构接近于活体状态、能够观察到不同劈裂面的微细结构、能使样品具有很强的立体感且能耐受电子束轰击和长期保存等优点。冷冻电镜的分类1冷冻电镜技术的概述*冷冻蚀刻电子显微镜原理是将样品置于干冰或液氮中进行冰冻，用冷刀劈开后，在真空中将温度回升到-100℃，使断裂面的冰升华，暴露出断面结构，最终得到可以观察的复膜样品通过冷冻，可使其微细结构接近于活体状态样品经冷冻断裂蚀刻后，能够观察到不同劈裂面的微细结构，进而可研究细胞内的膜性结构及内含物结构冷冻蚀刻的样品，可以经铂、碳喷镀而制备的复型膜，具有很强的立体感且能耐受电子束轰击和长期保存1冷冻电镜技术的概述红细胞冷冻电镜蚀刻图*PART2冷冻电镜技术的发展*1974196819