冷凍電鏡技術的原理：透射電鏡成像過程中，電子束穿透樣品，將樣品的三維電勢密度分布函數沿著電子束的傳播方向投影至與傳播方向垂直的二維平面上。1968年，AronKlug發現ZX截面定理，提出可以通過三維物體不同角度的二維投影在計算機內進行三維重構來解析獲得物體的三維結構。根據這一原理，利用透射電鏡獲得生物樣品多個角度的放大電子顯微圖像，即有可能在計算機里重構出它的三維空間結構。在冷凍電子顯微學結構解析的具體實踐中，依據不同生物樣品的性質及特點，可以采取不同的顯微鏡成像及三維重構方法。目前主要使用的幾種冷凍電子顯微學結構解析方法包括：電子晶體學、單顆粒重構技術、電子斷層掃描重構技術等，它們分別針對不同的生物大分子復合體及亞細胞結構進行解析。冷凍電子顯微鏡技術之樣品成像：低劑量輻照成像，普通樣品材料在進行表征時，電子劑量越高成像質量越好。南京Cryo-TEM技術服務公司

冷凍電鏡技術的應用情況：近年來，冷凍電鏡技術在全球范圍被大眾所熟知，并且被越來越多的學術界和跨國制藥企業所采用。在藥物研發方面，多個跨國公司已經將冷凍電鏡技術用于藥物發現。雖然冷凍電鏡技術屬于前沿技術，但目前已經有利用冷凍電鏡基于結構研發的藥物進入臨床試驗。冷凍電鏡技術在藥品開發過程中的應用實例，進一步說明該技術在藥品（生物制品）的質量方面有前瞻性的意義。在回顧技術應用的同時，也看到了未來冷凍電鏡技術在新藥研發方面的幾個前瞻方向。我們相信冷凍電鏡在基于結構的藥物設計、生物制劑高級結構表征、冷鏈運輸過程中的質量控制中將發揮越來越重要的作用。南京Cryo-TEM技術服務公司冷凍電鏡技術用于生物樣品三維結構解析，包含單顆粒分析、微晶電子衍射和冷凍電子斷層掃描3種技術。

冷凍電鏡技術解析結構主要風險在：A.樣品很不穩定，樣品寄送過來的時候，已經降解或者聚集，無法進行后續處理；B.樣品在冷凍制樣的過程中，可能會被凍碎，從而無法進行后續處理；C.樣品純度可能很好，但是均一度很差，從而難以獲得樣品的高分辨結構；D.我們關心的區域可能在整個復合體中有很強的柔性，從而經過二維或者三維平均后，我們關心區域的分辨率會比較差甚至看不見，達不到我們的預期；E.一些配體，比如藥物前體分子，分子量太小，不一定能在電鏡的密度圖中觀測到；F.對于合適的樣品，我們冷凍制樣需要優化的參數有很多，包括樣品濃度的優化，blottime的優化，溫度的優化，grid規格（銅網或者金網）的優化等一系列條件的優化。因此冷凍電鏡制樣需要豐富的經驗和充足的機時支持，不同的實驗者，成功率可能差別很大。

冷凍電鏡技術未來之路在何方?除了蛋白等生物大分子外，生物樣品還有很重要的一面是細胞和組織。即使是目前有很多重要的蛋白結構都得到了埃米級別的解析，但由于它們都是純化出來的，已經脫離了原來位置，就如同一片樹葉脫離了大樹，研究的再深刻，目前也只是一葉遮目，不要說推測這片樹葉在森林里的位置，即使是在哪顆特定大樹上的生長部位和結構都很難說。因此解析細胞或組織這樣大尺度的高分辨精細結構具有更普遍的生物學意義。冷凍電鏡技術中的單顆粒分析法在分析具有同質性結構的樣品時表現出更方便、更優異的成像能力。

冷凍電鏡技術的應用場景：冷凍電鏡主要應用在結構生物學和材料科學當中，如在2020戴口罩戴口罩中研究人員通過冷凍電鏡技術在解析病毒結構、推測其侵染人體細胞的路徑等傳播原理發揮了重要作用，研究人員將戴口罩的結構與其他幾種冠狀病毒進行了比較，發現2019-nCoV的S蛋白整體結構與SARS病毒S蛋白的整體結構相似，各個結構之間具有高度同源性。在材料科學的應用中，冷凍電鏡技術在一些對電子束、熱敏感材料，如鈣鈦礦材料、某些高分子材料、水凝膠、量子點等精細結構的物理表征與機理研究中也具有巨大的應用潛力。冷凍電鏡技術，是一種重要的結構生物學研究方法。南京Cryo-TEM技術服務公司

冷凍電鏡技術的研究，主要是冷凍成像和蛋白快速冷凍技術。南京Cryo-TEM技術服務公司

冷凍電鏡技術揭示生物分子細節：冷凍電鏡可以通過揭示細胞里發生的生命過程細節，幫助人們了解很多有意思的生物學現象。比如，我們吃辣椒會覺得辣，是因為辣椒里有一種叫做辣椒素的小分子。辣椒素與位于舌頭神經末梢的膜蛋白TPRV1結合，打開膜蛋白上的一個通道，讓細胞膜外面的離子向細胞膜內部流動，這樣微小的流動產生的電流通過神經纖維較終傳遞到我們的大腦，讓我們感受到辣的感覺。2013年，科學家利用冷凍電鏡技術，以近原子分辨率解析了膜蛋白TRPV1的通道結構，以及它與辣椒素相互結合的結構。人們由此了解到，實際上是由于辣椒素結合到4個亞基所組成的通道膜蛋白上把孔道撐開，才使得離子可以穿透。南京Cryo-TEM技術服務公司