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【冷冻电镜】干货小知识

时间:2021-09-18     作者:冷冻电镜技术

  冷冻电镜技术(cryo-electron microscopy)简称冷冻电镜。冷冻电镜,是用于扫描电镜的超低温冷冻制样及传输技术(Cryo-SEM),可实现直接观察液体、半液体及对电子束敏感的样品,如生物、分子材料等。样品经过超低温冷冻、断裂、镀膜制样(喷金/喷碳)等处理后,通过冷冻传输系统放入电镜内的冷台(温度可至-185°C)即可进行观察。冷冻电镜中的冷冻技术可以瞬间冷冻样品,并在冷冻状态下保持和转移,使样品最大限度保持原来性状,得出的数据更准确,实验成功率才更高。


  冷冻电镜的分类


  目前我们讨论的冷冻电镜基本上指的是冷冻透射电子显微镜,但是如果我们可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、冷冻刻蚀电子显微镜。


  冷冻透射电子显微镜


  冷冻透射电镜(Cryo-TEM)通常在普通透射电镜上加装样品冷冻台,将样品冷却到液氮温度(77K)。吁观测蛋白、生物切片等对温度敏感的样品。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,从而得到真实的样品形貌。


  一台冷冻透射电镜的价格在600万美元左右,价格及其昂贵,它的优点主要体现在以下几个方面:第一是加速电压高,电子穿透厚样品;第二是透镜多,光学性能好;第三是样品台稳定;第四是全自动,自动换液氮,自动换样品,自动维持清洁。


  2.2冷冻扫描电子显微镜


  扫描电镜工作者都面临着一个不能回避的事实,就是所有生命科学以及许多材料科学的样品都含有液体成分。很多动植物组织的含水量达到98%,这是扫描电镜工作者最难对付的样品问题。


  冷冻扫描电镜(Cryo-SEM)技术是克服样品含水问题的一个快速、可靠和有效的方法。这种技术还被广泛地用于观察-些”困难”样品,如那些对电子束敏感的具有不稳定性的样品。各种高压模式如VP、LV和ESEM的出现,已允许扫描电镜观察未经冷冻和干燥的样品。但是,冷冻扫描电镜仍然是防止样品丢失水分的最有效方法,它能应用于任何真空状态,包括装于SEM的Peltier台以及向样品室内冲以水汽的装置。冷冻扫描电镜还有一些其他优点,如具有冷冻断裂的能力以及可以通过控制样品升华刻蚀来选择性地去除表面水分(冰)等。


  冷冻电镜基本的观测流程如下图2.1所示:

冷冻电镜观测图


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