膜片鉗電生理紀(jì)錄系統(tǒng)及記錄方法:細(xì)胞膜由雙層脂膜組成,具有密封絕緣的特性,因此當(dāng)紀(jì)錄 電極接觸到細(xì)胞膜時(shí)電阻會(huì)開(kāi)始上升,然后以人工方式對(duì)紀(jì)錄電極內(nèi)施加一個(gè)負(fù)壓,可以讓電極與胞膜之間吸附得更為緊密而電阻也會(huì)加速上升,當(dāng)紀(jì)錄電極的電阻達(dá)到千兆歐姆(Giga Ω)時(shí)...
膜片鉗技術(shù)操作方法:開(kāi)始封接:調(diào)低微操步進(jìn)速度,使電極尖銳端慢慢向細(xì)胞靠近,如發(fā)現(xiàn)基線方波突然變小,封接電阻上升時(shí),即停止電極下降,通過(guò)注射器給電極負(fù)壓,封接成功的可見(jiàn)方波很快變小,電阻升至G歐。此時(shí),調(diào)節(jié)快電容補(bǔ)償按鈕,將快電容電流補(bǔ)償?shù)?,如封接穩(wěn)定后,準(zhǔn)備...
膜片鉗實(shí)驗(yàn)難度大、技術(shù)要求高,要掌握有關(guān)技術(shù)和方法雖不是很困難的事,但要從一大批的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中,經(jīng)過(guò)處理和分析,得出有意義、有價(jià)值的結(jié)果和結(jié)論,就顯得不那么容易,有許多需要注意和考慮的問(wèn)題,包括減少噪音,避免電極前端的污染,提高封接成功率,具體實(shí)驗(yàn)過(guò)程中還需要考...
膜片鉗電生理技術(shù)的基本原理:膜片鉗技術(shù)用特制的玻璃微吸管吸附于細(xì)胞表面,使之形成10~100MΩ的高阻封接,被孤立的小膜片面積為微米數(shù)量級(jí),因此封接范圍內(nèi)細(xì)胞膜只有少數(shù)離子通道。然后對(duì)該膜片實(shí)行電壓鉗位,測(cè)量單個(gè)離子通道開(kāi)放產(chǎn)生的微小電流,這種通道的開(kāi)放是一種...
單顆粒冷凍電鏡技術(shù)二維圖像分析——顆粒圖像的匹配與分類:二維顆粒圖像的分類是獲取三維結(jié)構(gòu)過(guò)程的第一步。對(duì)二維圖像的分析包括兩部分:顆粒圖像的匹配和顆粒圖像的分類。匹配的過(guò)程通常會(huì)對(duì)顆粒圖像應(yīng)用一些變換操作,通過(guò)關(guān)聯(lián)函數(shù)去判斷不同顆粒圖像之間的相似程度。圖像匹配...
冷凍電鏡技術(shù)之冷凍蝕刻電子顯微鏡:冷凍蝕刻電鏡技術(shù)是從50年代開(kāi)始發(fā)展起來(lái)的一種將斷裂和復(fù)型相結(jié)合的制備透射電鏡樣品技術(shù),亦稱冷凍斷裂或冷凍復(fù)型,用于細(xì)胞生物學(xué)等領(lǐng)域的顯微結(jié)構(gòu)研究。冷凍蝕刻電鏡的優(yōu)點(diǎn):①樣品通過(guò)冷凍,可使其微細(xì)結(jié)構(gòu)接近于活的狀態(tài);②樣品經(jīng)冷凍...
冷凍電子顯微鏡技術(shù)步驟之樣品制備:用于冷凍電鏡研究的生物樣品必須非常純凈。生物樣品是在高真空的條件下成像的,所以樣品的制備既要能夠保持本身的結(jié)構(gòu)又能抗脫水、電子輻射?,F(xiàn)在普遍采用的方法是通過(guò)快速冷凍使含水樣品中的水處于玻璃態(tài),也就是在親水的支持膜上將含水樣品包...
冷凍電鏡技術(shù)基本原理之電鏡三維重構(gòu)理論:D.DeRosier和A.Klug提出三維重構(gòu)理論是借助一系列沿不同方向投影的電子顯微像來(lái)重構(gòu)被測(cè)物體的立體構(gòu)型,利用計(jì)算機(jī)數(shù)字圖像處理技術(shù)進(jìn)行電子顯微像三維重構(gòu)測(cè)定生物大分子結(jié)構(gòu)的概念和方法。透射電子顯微鏡成像過(guò)程中,...
冷凍電鏡技術(shù)解析結(jié)構(gòu)主要風(fēng)險(xiǎn)在:A.樣品很不穩(wěn)定,樣品寄送過(guò)來(lái)的時(shí)候,已經(jīng)降解或者聚集,無(wú)法進(jìn)行后續(xù)處理;B.樣品在冷凍制樣的過(guò)程中,可能會(huì)被凍碎,從而無(wú)法進(jìn)行后續(xù)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(jié)構(gòu);D.我們關(guān)心的區(qū)域可能...
冷凍電鏡技術(shù)基本原理之三維冷凍電鏡技術(shù):樣品經(jīng)過(guò)在液氮中的冷凍固定,使得生物大分子中的H2O分子以玻璃態(tài)的形式存在,保持低溫,將樣品放入顯微鏡,高度相干的電子作為光源從上面照射下來(lái),透過(guò)樣品和附近的冰層,受到散射,利用探測(cè)器和透鏡系統(tǒng)把散射的信號(hào)成像記錄下來(lái),...
冷凍電鏡技術(shù):隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和人類對(duì)于生命科學(xué)領(lǐng)域知識(shí)的不斷積累,藥物研發(fā)越來(lái)越走向理性化,包括法規(guī)體系的建立和優(yōu)化、藥品質(zhì)量控制模式的變遷走向QbD階段。基于結(jié)構(gòu)的藥物設(shè)計(jì)已經(jīng)逐漸成為藥物開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的主流,與此同時(shí)冷凍電鏡技術(shù)也在蓬勃發(fā)展。冷凍電鏡單顆粒分...
低溫透射電鏡技術(shù)的應(yīng)用:膠束體系對(duì)于濃度、pH、添加劑種類等液相環(huán)境條件的變化非常敏感,如果是干燥狀態(tài)其結(jié)構(gòu)與有液相完全不同,因此必須用低溫透射電鏡表征其結(jié)構(gòu)。通常情況下,膠束有球狀、囊泡狀、棒狀、層狀、六角束狀、洋蔥狀、蠕蟲(chóng)狀等多種形狀,應(yīng)用低溫透射電鏡技術(shù)...
冷凍電鏡技術(shù)揭示生物分子細(xì)節(jié):在透射電子顯微鏡下,高能電子束穿透每一個(gè)分子,如同X光穿過(guò)人的身體一樣,可以拍攝到分子的形貌和它內(nèi)部的結(jié)構(gòu)信息??茖W(xué)家們利用計(jì)算機(jī)將樣本里的每一個(gè)分子提取出來(lái),把相似的分子予以歸類,然后疊加、平均獲得其內(nèi)部結(jié)構(gòu)更為精細(xì)的圖像,由此...
冷凍電子顯微鏡技術(shù)具有研究對(duì)象普遍、樣品需求量少、更接近生理狀態(tài)等獨(dú)特優(yōu)勢(shì),隨著電子顯微鏡的硬件設(shè)備和結(jié)構(gòu)解析的軟件算法等方面不斷取得的重要突破,冷凍電鏡技術(shù)必將在研究對(duì)象、分辨率水平和研究方法等各個(gè)方面取得重大進(jìn)展。當(dāng)然,冷凍電鏡技術(shù)也面臨著許多技術(shù)上的挑戰(zhàn)...
冷凍電鏡技術(shù)揭示生物分子細(xì)節(jié):冷凍電鏡可以通過(guò)揭示細(xì)胞里發(fā)生的生命過(guò)程細(xì)節(jié),幫助人們了解很多有意思的生物學(xué)現(xiàn)象。比如,我們吃辣椒會(huì)覺(jué)得辣,是因?yàn)槔苯防镉幸环N叫做辣椒素的小分子。辣椒素與位于舌頭神經(jīng)末梢的膜蛋白TPRV1結(jié)合,打開(kāi)膜蛋白上的一個(gè)通道,讓細(xì)胞膜外面...
冷凍電鏡技術(shù),是用于掃描電鏡的很低溫冷凍制樣及傳輸技術(shù)(Cryo-SEM),可實(shí)現(xiàn)直接觀察液體、半液體及對(duì)電子束敏感的樣品,如生物、高分子材料等。電鏡觀察:樣品經(jīng)過(guò)很低溫冷凍、斷裂、鍍膜制樣(噴金/噴碳)等處理后,通過(guò)冷凍傳輸系統(tǒng)放入電鏡內(nèi)的冷臺(tái)(溫度可至-1...
冷凍電鏡技術(shù)工作流程:首先是樣品制備。高純度、高濃度的蛋白樣品溶液被滴在一個(gè)特制的樣品載網(wǎng)上面。載網(wǎng)由一張布滿小孔的超薄非晶碳薄膜和金屬支撐框架組成,在表面張力的作用下,微孔上會(huì)形成一層跨孔的薄水膜。將多余溶液吸走后,把載有蛋白溶液超薄膜的載網(wǎng)迅速投入到液態(tài)乙...
冷凍電鏡技術(shù)原理之電子斷層掃描成像技術(shù):通過(guò)在顯微鏡內(nèi)傾轉(zhuǎn)樣品從而收集樣品多角度的電子顯微圖像并對(duì)這些電子顯微圖像根據(jù)傾轉(zhuǎn)幾何關(guān)系進(jìn)行重構(gòu)的方法稱為電子斷層掃描成像技術(shù)。該方法主要應(yīng)用于細(xì)胞及亞細(xì)胞器,以及沒(méi)有固定結(jié)構(gòu)的生物大分子復(fù)合物(分子量范圍為800kD...
冷凍電鏡是什么?冷凍電鏡技術(shù)的應(yīng)用:冷凍電鏡主要用于掃描電鏡的很低溫冷凍制樣和傳輸技術(shù),英文名Cryo-SEM,利用冷凍電鏡技術(shù)可實(shí)現(xiàn)直接觀察液體和半液體及對(duì)電子束敏感的樣品,如生物、高分子材料等。尤其是在戴口罩戴口罩中,利用冷凍電鏡技術(shù)可解析病毒結(jié)構(gòu)、推測(cè)其...
冷凍電鏡技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景:冷凍電鏡主要應(yīng)用在結(jié)構(gòu)生物學(xué)和材料科學(xué)當(dāng)中,如在2020戴口罩戴口罩中研究人員通過(guò)冷凍電鏡技術(shù)在解析病毒結(jié)構(gòu)、推測(cè)其侵染人體細(xì)胞的路徑等傳播原理發(fā)揮了重要作用,研究人員將戴口罩的結(jié)構(gòu)與其他幾種冠狀病毒進(jìn)行了比較,發(fā)現(xiàn)2019-nCoV的...
冷凍電子顯微鏡技術(shù)步驟之圖像采集:冷凍的樣品通過(guò)專門的設(shè)備一冷凍輸送器轉(zhuǎn)移到電鏡的樣品室。在照相之前,必須觀察樣品中的水是否處于玻璃態(tài),如果不是則應(yīng)重新制備樣品。由于生物樣品對(duì)高能電子的輻射敏感,照相時(shí)必須使用較小曝光技術(shù)。經(jīng)過(guò)透射電子顯微鏡中一系列復(fù)雜的過(guò)程...
低溫冷凍透射電鏡技術(shù)的特點(diǎn):相對(duì)于常溫透射電鏡,低溫透射電鏡的優(yōu)勢(shì)有:①快速冷凍制樣技術(shù)將樣品固定在玻璃態(tài)的冰層中,避免了水或溶劑結(jié)晶對(duì)樣品結(jié)構(gòu)的破壞,能夠保持液相中有機(jī)分子自組裝體和化學(xué)反應(yīng)中間體的微觀結(jié)構(gòu),避免了樣品干燥引起的結(jié)構(gòu)變化;②高分子及化學(xué)反應(yīng)體...
冷凍電子顯微鏡技術(shù)步驟之樣品制備:用于冷凍電鏡研究的生物樣品必須非常純凈。生物樣品是在高真空的條件下成像的,所以樣品的制備既要能夠保持本身的結(jié)構(gòu)又能抗脫水、電子輻射?,F(xiàn)在普遍采用的方法是通過(guò)快速冷凍使含水樣品中的水處于玻璃態(tài),也就是在親水的支持膜上將含水樣品包...
冷凍電鏡技術(shù)的原理:冷凍電子顯微學(xué)解析生物大分子及細(xì)胞結(jié)構(gòu)的中心是透射電鏡成像,其基本過(guò)程包括樣品制備、透射電鏡成像、圖像處理及結(jié)構(gòu)解析等幾個(gè)基本步驟。在透射電鏡成像中,電子槍產(chǎn)生的電子在高壓電場(chǎng)中被加速至亞光速并在高真空的顯微鏡內(nèi)部運(yùn)動(dòng),根據(jù)高速運(yùn)動(dòng)的電子在...
冷凍電子顯微鏡技術(shù)步驟之樣品制備:用于冷凍電鏡研究的生物樣品必須非常純凈。生物樣品是在高真空的條件下成像的,所以樣品的制備既要能夠保持本身的結(jié)構(gòu)又能抗脫水、電子輻射。現(xiàn)在普遍采用的方法是通過(guò)快速冷凍使含水樣品中的水處于玻璃態(tài),也就是在親水的支持膜上將含水樣品包...
冷凍電鏡技術(shù)揭示生物分子細(xì)節(jié):科學(xué)家在透射電子顯微鏡之上發(fā)明了冷凍電鏡,實(shí)現(xiàn)了生物分子“近原子級(jí)”的分辨率,讓人類終于可以一窺究竟生物分子是如何執(zhí)行其功能。在過(guò)去幾年里,冷凍電子顯微鏡技術(shù)逐漸成為結(jié)構(gòu)生物學(xué)的重要研究工具。冷凍電鏡技術(shù)的基本原理是將生物大分子溶...
冷凍電鏡技術(shù)原理之電子斷層掃描成像技術(shù):通過(guò)在顯微鏡內(nèi)傾轉(zhuǎn)樣品從而收集樣品多角度的電子顯微圖像并對(duì)這些電子顯微圖像根據(jù)傾轉(zhuǎn)幾何關(guān)系進(jìn)行重構(gòu)的方法稱為電子斷層掃描成像技術(shù)。該方法主要應(yīng)用于細(xì)胞及亞細(xì)胞器,以及沒(méi)有固定結(jié)構(gòu)的生物大分子復(fù)合物(分子量范圍為800kD...
冷凍電鏡技術(shù)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì):1、更接近天然狀態(tài):電子斷層成像技術(shù)則可用來(lái)研究一定厚度的亞細(xì)胞器在天然狀態(tài)下的內(nèi)部結(jié)構(gòu),不需要蛋白質(zhì)結(jié)晶。2、適用研究對(duì)象普遍:冷凍電鏡單粒子法既可以對(duì)具有對(duì)稱結(jié)構(gòu)的大分子進(jìn)行研究,也適合于研究結(jié)構(gòu)不規(guī)則的大分子復(fù)合物,對(duì)于分子量的上...
冷凍電鏡技術(shù)的儀器結(jié)構(gòu):冷凍電子顯微鏡的儀器結(jié)構(gòu)與透射電子顯微鏡的基本結(jié)構(gòu)相似,只是在進(jìn)樣之前搭載了液態(tài)乙烷罐與冷凍倉(cāng),保證在樣品快速冷凍后能夠即刻轉(zhuǎn)移至樣品倉(cāng)內(nèi)。冷凍室:在實(shí)際操作中,向液態(tài)乙烷中投入樣品時(shí),乙烷會(huì)在樣品周圍快速沸騰,形成絕緣氣態(tài)膜,減慢向低...
冷凍電鏡技術(shù)之冷凍透射電鏡:冷凍透射電鏡(Cryo-TEM)通常是在普通透射電鏡上加裝樣品冷凍設(shè)備,將樣品冷卻到液氮溫度(77K),用于觀測(cè)蛋白、生物切片等對(duì)溫度敏感的樣品。通過(guò)對(duì)樣品的冷凍,可以降低電子束對(duì)樣品的損傷,減小樣品的形變,從而得到更加真實(shí)的樣品形...