冷冻电镜的黄金时代 || 好像任何放进显微镜的东西都成了“金子”

简介

冷冻电子显微镜技术（cryo-electron microscopy）在20世纪70年代提出的，科学家们就利用冷冻电镜研究病毒分子的结构，首次提出了冷冻电镜技术的原理、方法以及流程的概念。
到了20世纪90年代，随着冷冻传输装置、场发射电子枪以及CDD成像装置的出现，冷冻电镜单颗粒技术出现。目前我们讨论的冷冻电镜基本上指的都是冷冻透射电子显微镜，但是如果我们以使用冷冻技术的角度定义冷冻电镜的话，冷冻电镜主要可以分为冷冻透射电子显微镜、冷冻扫描电子显微镜、冷冻蚀刻电子显微镜。 
使用步骤：①将样品用冷冻胶水固定于样品托上；②将样品插入温度低于130K的过冷液氮雪泥中快速冷冻固定，在低于130K时，水分子的移动性非常慢以至于不能形成有害的冰晶；③在真空条件下，将样品转移到安装在扫描电镜样品舱端口上的制样舱中的冷台上，根据需要进行冷冻断裂、冷冻升华刻蚀和溅射镀膜等处理；④在真空条件下，将样品转移至扫描电镜样品舱中的冷台上进行超微结构观察。
冷冻扫描电子显微学解析结构基本步骤
优势
①能直接观察含水和液体样品，保持其中的可溶性物质，对样品的机械损伤小；②制样过程快速，可在5min内完成新鲜材料的冷冻、断裂、喷镀、进入电镜观察；③基本不使用有毒试剂；④与环境扫描电镜相比，样品室为高真空状态，分辨率高于前者；⑤具有选择性刻蚀能力，可通过断裂升华显露样品内在信息；⑥具有重复使用样品能力，可对样品重复断裂涂覆；⑦特别适合用于观察冰淇淋等低温样品的超微结构。
应用实例
图3为表面活性剂形成的囊泡样品(胶体界面与热力学实验室样品)通过高压冷冻制样，经冷冻断裂并导电性喷涂后，置于冷冻扫描电镜中观察得到的表面形貌，可以看出经冷冻断裂，有些囊泡保持了完整的球型结构，有些则从中间断裂，从而可以看到空囊的结构。
若以常温的扫描电镜观察，样品需要先干燥，而在干燥过程中囊泡会塌陷，无法保持其结构。
 
图4为高分子/SiO₂复合微球样品(高分子物理与化学实验室样品)经高压冷冻制样，冷冻断裂并导电性喷涂后，置于冷冻扫描电镜中观察得到的表面形貌，可以看出此微球是由一个SiO₂球 (直径约 200nm)和一个高分子球(直径约 400nm)组成，由裂开的球看出高分子球为空心结构，SiO₂球内嵌在其中，整个微球表面是比较光滑的，在溶液中还散落些小颗粒的物质，这些散落的颗粒物质并没有包覆在球上，这证明在溶液中微球的表面并没有小颗粒物质吸附。
而若应用常温扫描电镜观察，在样品干燥的过程中，小颗粒会沉积在样品表面，无法判断小颗粒在溶液中是否吸附在微球表面。

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本次冷冻电镜干货包含以下内容：
【冷冻电镜干货资料】：
1

样品制备

【冷冻割断简化方法制备扫描电镜标本】

2

应用

【低温电子断层扫描术及其应用】【第八章电镜冷冻制样技术NEWB】【冷冻电子断层成像技……应用】【微生物冷冻保存技术】
【扫描电镜在碎屑岩储……的应用】【冷冻扫描电镜技术的……中心】【冷冻透射电镜：从分子到系统】3

简介

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