Криогенная электронная микроскопия

редактировать
Форма просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ), при которой образец исследуется при криогенных температурах A просвечивающий электронный микроскоп (2015). Крио-ТЕМ изображение GroEL, подвешенного в аморфном льду, при увеличении 50000 × Файл: Структура-алкоголь-оксидаза-из-Pichia-pastoris-by-Cryo-Electron-Microscopy-pone.0159476.s006.ogv Воспроизвести медиа Структура алкогольоксидаза из Pichia pastoris с помощью Cryo-TEM Криогенная трансмиссионная электронная микроскопия (cryoTEM), изображение интактной клетки ARMAN из биопленки Iron Mountain. Ширина изображения составляет 576 нм. Крио-электронная микрофотография гигантского морского вируса CroV. (масштабная полоса соответствует 200 нм)

Криогенная электронная микроскопия (крио- EM ) представляет собой метод электронной микроскопии (EM), применяемый к образцам, охлажденным до криогенных температур и погруженным в среду стекловидной воды. Водный раствор образца наносят на сетку и погружают в жидкий этан или смесь жидкого этана и пропана. Хотя разработка этого метода началась в 1970-х годах, последние достижения в технологии детекторов и программных алгоритмах позволили определять биомолекулярные структуры с разрешением, близким к атомному. Это привлекло широкое внимание к подходу как альтернативе рентгеновской кристаллографии или ЯМР-спектроскопии для определения структуры макромолекул без необходимости кристаллизации.

В 2017 г. Нобелевская премия по химии была присуждена Жаку Дюбоше, Иоахиму Франку и Ричарду Хендерсону «за разработку криоэлектронной микроскопии для определения структуры биомолекул в растворе с высоким разрешением». Nature Methods также назвала крио-ЭМ «методом года» в 2016 году.

Содержание

  • 1 Просвечивающая электронная криомикроскопия
  • 2 История
    • 2.1 Ранние разработки
    • 2.2 Нобелевская премия по химии 2017 г.
  • 3 Сканирующая электронная криомикроскопия
  • 4 См. Также
  • 5 Ссылки

Просвечивающая электронная криомикроскопия

Криогенная просвечивающая электронная микроскопия (крио-ТЕМ) - это метод просвечивающей электронной микроскопии, который используется в структурной биологии и материаловедении.

История

Ранняя разработка

В 1960-е годы использование просвечивающей электронной микроскопии для определения структуры было ограничено из-за радиационное повреждение из-за пучков электронов высокой энергии. Ученые предположили, что изучение образцов при низких температурах уменьшит радиационные повреждения, вызванные пучком. И жидкий гелий (-269 ° C или 4 K или -452,2 ° F ) и жидкий азот (-195,79 ° C или 77 K или -320 ° F ) считались криогенами. В 1980 г. и Жак Дюбоше опубликовал комментарий о повреждении луча при криогенных температурах, поделившись своими наблюдениями:

Было обнаружено, что тонкие кристаллы, закрепленные на углеродной пленке, в 30–300 раз более устойчивы к лучам при 4 К при комнатной температуре... Большинство наших результатов можно объяснить, если предположить, что криозащита в области 4 К сильно зависит от температуры.

Однако эти результаты не были воспроизводимы, и поправки были опубликованы в Nature всего два года спустя сообщается, что сопротивление луча оказалось менее значительным, чем предполагалось изначально. Защита, полученная при 4 К, была ближе к «десятикратной для стандартных образцов L-валина», чем было заявлено ранее.

В 1981 г. и Жак Дюбоше, ученые из Европейской лаборатории молекулярной биологии сообщили о первом успешном внедрении крио-ЭМ. и Дубочет остекловал чистую воду в виде тонкой пленки, распыляя ее на гидрофильную углеродную пленку, которая была быстро погружена в криоген (жидкий пропан или жидкий этан, охлажденный до 100 К). Тонкий слой аморфного льда имел толщину менее 1 мкм, и картина дифракции электронов подтвердила присутствие аморфного / стекловидного льда. В 1984 году группа Дюбоше продемонстрировала силу крио-ЭМ в структурной биологии с анализом застеклованного аденовируса типа 2, Бактериофаг T4, вирус леса Семлики и вирус везикулярного стоматита.

Нобелевская премия по химии 2017 г.

В 2017 г. трое ученых, Жак Дюбоше, Иоахим Франк и Ричард Хендерсон были удостоены Нобелевской премии по химии за разработку метода изображения биомолекул.

Сканирующая электронная криомикроскопия

Сканирующая электронная криомикроскопия (cryoSEM), это метод сканирующей электронной микроскопии с холодным столиком сканирующего электронного микроскопа в криогенной камере.

См. Также

Ссылки

Последняя правка сделана 2021-05-16 10:17:12
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте