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冷冻透射电子显微镜技术在化学材料领域的应用
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作者 岳纪玲 刘凯昂 +1 位作者 程永鑫 关波 《分析测试技术与仪器》 CAS 2024年第4期221-231,共11页
冷冻透射电子显微镜(以下简称:冷冻电镜)技术为结构生物学领域的发展带来了革命性突破.近些年,冷冻电镜技术也日益成为化学领域分子材料研究中不可或缺的表征手段,为液相组装体系、弱键合、不耐电子束损伤等材料在微观尺度的研究提供了... 冷冻透射电子显微镜(以下简称:冷冻电镜)技术为结构生物学领域的发展带来了革命性突破.近些年,冷冻电镜技术也日益成为化学领域分子材料研究中不可或缺的表征手段,为液相组装体系、弱键合、不耐电子束损伤等材料在微观尺度的研究提供了新的机遇.文章总结了中国科学院化学研究所冷冻电镜平台的特色功能,以及基于该平台开展的在化学领域分子材料研究中的典型应用工作,包括不耐电子束损伤材料的高分辨结构表征、三维电子衍射技术解析微纳晶体结构、液相样品的精细结构表征、电子能量损失谱分析、电子断层三维重构、单颗粒重构技术解析蛋白结构,并结合新技术展望了冷冻电镜技术在化学领域未来的应用前景. 展开更多
关键词 冷冻透射电子显微镜 化学领域 分子材料 微观结构
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普通冷冻透射电子显微镜表征LiPxSy类固态电解质高分辨像的方法 被引量:1
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作者 李小菊 隋海燕 王延涛 《电子显微学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期308-314,共7页
本文采用配备冷冻样品杆的普通透射电子显微镜,探索固态电池中LiPS类电解质材料的物相结构和高分辨晶格像的表征方法。LiPS类电解质具有很高的导离子率,是理想的固态电解质材料,但该类电解质性质敏感,对空气的不稳定性导致其任何处理均... 本文采用配备冷冻样品杆的普通透射电子显微镜,探索固态电池中LiPS类电解质材料的物相结构和高分辨晶格像的表征方法。LiPS类电解质具有很高的导离子率,是理想的固态电解质材料,但该类电解质性质敏感,对空气的不稳定性导致其任何处理均需要惰性气体环境。试验探索表明,利用在全程液氮中冷冻转移的手段,可以有效保留LiPS类电解质材料的物相,但受样品表面凝结冰的影响,冷冻低剂量(low dose)模式很难获得高分辨晶格像。通过冷冻杆升温(升温过程中冷冻杆shutter需呈打开状态)、而后常温表征的手段,成功获得了LiPS类电解质材料较理想的高分辨晶格像。 展开更多
关键词 冷冻 透射电子显微镜 固态电池电解质 高分辨晶格像
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液相材料的透射电镜表征技术进展
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作者 吴亮 贡楷文 《中国科技期刊数据库 工业A》 2024年第10期0105-0110,共6页
近年来,液相透射电子显微镜(LP-TEM)的出现和冷冻透射电子显微镜(Cryo-TEM)的发展引起了人们的极大兴趣。这两种技术可以为功能材料的表征提供互补的信息,正在改变业界对溶液中材料形成物理和化学机制的理解。首先,本文介绍了应用于LP-... 近年来,液相透射电子显微镜(LP-TEM)的出现和冷冻透射电子显微镜(Cryo-TEM)的发展引起了人们的极大兴趣。这两种技术可以为功能材料的表征提供互补的信息,正在改变业界对溶液中材料形成物理和化学机制的理解。首先,本文介绍了应用于LP-TEM的重要工具-液体池,特别是石墨烯等低维半导体材料制备的新型液体池;然后,综述了Cryo-TEM在纳米颗粒、生物医学和电化学领域的研究进展,展示了LP-TEM和Cryo-TEM在溶液中形成材料方面的独特能力;最后,对LP-TEM和Cryo-TEM未来的挑战和机遇做了展望。 展开更多
关键词 液相透射 冷冻透射 电子显微镜
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交叉学科冷冻透射电镜平台管理优化与实践 被引量:1
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作者 李昂 卢静 张希浩 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2022年第7期285-288,312,共5页
在学科交叉背景下,生物冷冻透射电子显微镜测试平台在建设、运行、维护等方面极具特殊性和挑战性。针对传统透射电子显微镜测试平台管理模式在学科交叉环境中面临的主要问题,药物化学生物学国家重点实验室冷冻透射电子显微镜运行团队“... 在学科交叉背景下,生物冷冻透射电子显微镜测试平台在建设、运行、维护等方面极具特殊性和挑战性。针对传统透射电子显微镜测试平台管理模式在学科交叉环境中面临的主要问题,药物化学生物学国家重点实验室冷冻透射电子显微镜运行团队“因学科施策”,在实验室安全、人员配置、预约机制、机时分配等方面提出差异化管理的优化策略并付诸实践。该方案的实施保证了设备的低故障率与高利用率,有效地平衡了参与交叉的各个学科的使用需求,为建立高效有序的新型冷冻透射电子显微镜测试平台提供参考。 展开更多
关键词 科研仪器平台 交叉学科 冷冻透射电子显微镜
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脂蛋白电子显微结构研究的优化负染方法 被引量:1
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作者 童慧敏 张磊 +1 位作者 黄丽清 任罡 《生物化学与生物物理进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2012年第10期972-978,共7页
人类心血管等疾病与胆固醇含量的高低有着十分密切的关系.人体内胆固醇主要通过血液中的脂蛋白来调节和运载.因此,新一代调节胆固醇的药物设计迫切地需要揭示脂蛋白分子结构与功能之间的关系.由于脂蛋白分子的成分高度复杂、结构特征灵... 人类心血管等疾病与胆固醇含量的高低有着十分密切的关系.人体内胆固醇主要通过血液中的脂蛋白来调节和运载.因此,新一代调节胆固醇的药物设计迫切地需要揭示脂蛋白分子结构与功能之间的关系.由于脂蛋白分子的成分高度复杂、结构特征灵活、尺寸微小,传统的蛋白质结构标定技术,如X射线衍射、核磁共振谱、质谱和冷冻电子显微镜等手段都面临着巨大的困难.针对这一问题,任罡小组最近提出一种优化的电镜负染制备方法,可以观测到单个脂蛋白分子的空间结构.此方法应用的成功,使得对单个脂蛋白分子的结构研究成为可能.同时也证明该负染色技术作为一种普遍的实验手段,可以用于对蛋白质小分子的结构研究,从而将促进新一代蛋白质分子药物的研发. 展开更多
关键词 透射电子显微镜 冷冻电镜法 脂蛋白结构 优化的负染色方法 蛋白质结构与功能
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透射电镜生物样品冷冻置换技术的方法
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作者 杨怡 张学敏 +2 位作者 张德添 何昆 汪宝珍 《现代仪器》 2002年第3期20-21,共2页
本文介绍了制备透射电镜生物样品冷冻置换技术的基本方法及其优点。
关键词 生物样品 透射电子显微镜 快速冷冻固定 冷冻置换
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高精度显微设备在高等级实验室的应用及探讨
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作者 王瑶 林静雯 +4 位作者 薛森仁 胡洋 赵娅君 郑小奇 张贤宇 《现代科学仪器》 2024年第5期304-310,共7页
生物安全是国家整体安全的重要组成部分,为加强生物安全体系建设,保护公众免受高致病性病原微生物的危害,中国正逐步完善BSL-3/4实验室的建设及布局。高精度显微设备可提升高致病性病原微生物的研究进程及深度,但由于缺少应用方案、风... 生物安全是国家整体安全的重要组成部分,为加强生物安全体系建设,保护公众免受高致病性病原微生物的危害,中国正逐步完善BSL-3/4实验室的建设及布局。高精度显微设备可提升高致病性病原微生物的研究进程及深度,但由于缺少应用方案、风险控制方案及消毒灭菌方法不健全等因素,国内外关于将高精度显微设备应用于BSL-3/4实验室的报道较少。文章结合高精度显微设备在BSL-3/4实验室应用的报道及经验,提出MPM、Cryo-EM及TEM等高精度显微设备在BSL-3/4实验室应用的阻碍及风险,探析应用方案、风险评估及控制、消毒灭菌等关键问题,为将配置高精度显微设备的BSL-3/4实验室提供参考及思路。 展开更多
关键词 高等级实验室 双光子显微镜 冷冻电子显微镜 透射电子显微镜
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电镜冷冻复型技术在非生物材料研究中的应用 被引量:1
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作者 傅洪兰 《电子显微学报》 CAS CSCD 北大核心 2002年第2期207-212,共6页
本文叙述冷冻复型方法在透射电镜样品制备中的应用。这一方法不仅在生物学医学领域得到广泛应用 ,而且在化学、石油等非生物领域也是一项不可缺少的实验技术。对生物样品而言 ,可较好地保存细胞的天然形态结构 ;对非生物样品而言 ,也能... 本文叙述冷冻复型方法在透射电镜样品制备中的应用。这一方法不仅在生物学医学领域得到广泛应用 ,而且在化学、石油等非生物领域也是一项不可缺少的实验技术。对生物样品而言 ,可较好地保存细胞的天然形态结构 ;对非生物样品而言 ,也能反映其真实结构 ;另外 ,实验周期短是这一方法的突出特点。本文根据作者多年来的工作经验 ,就如何获得质量较好的复型膜以及实验过程中存在的一些问题和所作的改进作一介绍 :如排除陶瓷材料器皿对膜的损伤和破坏 ;解决表面张力小的液体样品高出样品杯平面的问题 ;以及掌握复型膜的喷涂技术。 展开更多
关键词 电镜冷冻复型技术 非生物材料 冷冻断裂 冷冻蚀刻 冷冻复型 真空喷涂 复型膜 透射电子显微镜样品
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冷冻电镜表征锂电池中的辐照敏感材料 被引量:2
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作者 翁素婷 刘泽鹏 +7 位作者 杨高靖 张思蒙 张啸 方遒 李叶晶 王兆翔 王雪锋 陈立泉 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期760-780,共21页
冷冻电镜(cryo-EM)是表征辐照敏感材料的有力工具,已经在生命科学领域得到了广泛的应用和认可,并在2017年获得了诺贝尔化学奖。同年,冷冻电镜首次被应用于观察金属锂的纳米结构,取得了一些前所未有的结果,从此也在电池领域备受关注和蓬... 冷冻电镜(cryo-EM)是表征辐照敏感材料的有力工具,已经在生命科学领域得到了广泛的应用和认可,并在2017年获得了诺贝尔化学奖。同年,冷冻电镜首次被应用于观察金属锂的纳米结构,取得了一些前所未有的结果,从此也在电池领域备受关注和蓬勃发展。冷冻或低温不仅可以有效地缓解高能电子束对样品造成的辐照损伤,而且可以大幅降低样品的反应活性,提高样品的稳定性。冷冻电镜可以为辐照敏感材料提供纳米甚至是原子尺度的微观结构信息。本文重点介绍了冷冻电镜在表征锂电池中辐照敏感材料的相关应用和成果,包括冷冻聚焦离子束-扫描电子显微镜(cryo-FIB-SEM)和冷冻透射电子显微镜(cryo-TEM),以便读者了解冷冻电镜在解析电池工作机理和指导材料结构设计等方面发挥的优势和作用。随后,展示了冷冻电镜在金属锂的沉积/溶解行为、固体电解质界面(SEI)膜的纳米结构、亲锂材料的储锂机理、全固态电池中固-固界面以及正极材料表面的固体电解质界面(CEI)膜等方面的应用与研究成果。最后,展望了冷冻电镜在未来的技术发展及其在电池领域的潜在应用与机遇。冷冻电镜技术的发展将有助于解析电池材料与界面结构,了解电池运行和失效机制,从而促进高比能和高安全性电池的发展。 展开更多
关键词 冷冻电镜(cryo-EM) 冷冻聚焦离子束-扫描电子显微镜(cryo-FIB-SEM) 冷冻透射电子显微镜(cryo-tem) 金属锂电池 固体电解质界面(SEI)膜 正极电解质界面(CEI)膜
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感染番茄斑萎病毒和番茄环纹斑点病毒的植物叶片细胞病理变化观察 被引量:5
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作者 尚卫娜 郑宽瑜 +3 位作者 董家红 张仲凯 洪健 周雪平 《电子显微学报》 CAS CSCD 2016年第3期269-274,共6页
应用透射电子显微镜观察比较了番茄斑萎病毒(TSWV)和番茄环纹斑点病毒(TZSV)感病植物叶片的细胞超微结构,发现两种病毒在病变细胞内的形态及细胞病理变化特征相似,但病毒含量及细胞受损程度存在明显差异。与TSWV相比,TZSV侵染细胞的病... 应用透射电子显微镜观察比较了番茄斑萎病毒(TSWV)和番茄环纹斑点病毒(TZSV)感病植物叶片的细胞超微结构,发现两种病毒在病变细胞内的形态及细胞病理变化特征相似,但病毒含量及细胞受损程度存在明显差异。与TSWV相比,TZSV侵染细胞的病变程度更为严重,叶绿体产生大的囊泡,片层结构被破坏,线粒体也发生囊泡化,而TSWV侵染的细胞内线粒体保存相对完好。高压冷冻-冷冻置换制备的样品细胞病理结构与常规化学固定的相似,但对膜结构的保存更加良好。该结果从细胞病理学上证明了TZSV在田间对农作物造成的危害更加严重。 展开更多
关键词 番茄斑萎病毒 番茄环纹斑点病毒 细胞病理学 高压冷冻 透射电子显微镜
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不同冻存方法对羊膜超微结构和上皮细胞活性的影响(英文)
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作者 刘岱 金洁 +5 位作者 解芳 张超 卢建建 徐家杰 徐军 滕利 《中国组织工程研究》 CAS 北大核心 2015年第15期2376-2381,共6页
背景:羊膜冻存方法众多,对羊膜超微结构和生物活性的影响不一,目前尚无有效的冻存方法。目的:比较不同冻存方法对羊膜超微结构和活性影响的研究,探寻更为理想的冻存方法。方法:将新鲜羊膜采用深低温和玻璃化冻存法保存,分别于冻存后3,6... 背景:羊膜冻存方法众多,对羊膜超微结构和生物活性的影响不一,目前尚无有效的冻存方法。目的:比较不同冻存方法对羊膜超微结构和活性影响的研究,探寻更为理想的冻存方法。方法:将新鲜羊膜采用深低温和玻璃化冻存法保存,分别于冻存后3,6个月复苏羊膜,以新鲜羊膜组织为对照组,比较羊膜的超微结构差异、羊膜上皮细胞离体氧分压和乳酸脱氢酶活性。结果与结论:不同冻存方法保存的羊膜超微结构有明显改变,但玻璃化冻存对其超微结构的影响相对较小;与新鲜羊膜相比较,深低温冻存组3,6个月羊膜的乳酸脱氢酶灰度值和氧分压明显降低(P<0.05);玻璃化冻存组6个月后的羊膜乳酸脱氢酶灰度值和氧分压明显降低(P<0.05),而玻璃化冻存组3个月后的上述检测结果与新鲜羊膜相比差异无显著性意义(P>0.05)。结果证实,羊膜的玻璃化冻存技术优于深低温冻存技术,不仅维持了羊膜的超微结构,而且保持了羊膜上皮细胞的功能和活性。 展开更多
关键词 羊膜 细胞结构 乳酸脱氢酶类 免疫组织化学 低温保存 组织构建 组织工程 玻璃化冷冻保存 新鲜羊膜 超微结构 活力 灰度值 乳酸脱氢酶 氧分压 透射电子显微镜 国家自然科学基金
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《自然》发布2020年值得关注的生物技术
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《国际人才交流》 2020年第2期36-38,共3页
2020年1月21日,全球顶级杂志《自然》(Nature)发表综述文章,“Technologies to watch in 2020”,请七位行业思想领袖预测技术发展将在今年产生的重大影响。清华大学生命科学学院王宏伟教授:更好地冷冻电镜样品在两到三年中透射式冷冻电... 2020年1月21日,全球顶级杂志《自然》(Nature)发表综述文章,“Technologies to watch in 2020”,请七位行业思想领袖预测技术发展将在今年产生的重大影响。清华大学生命科学学院王宏伟教授:更好地冷冻电镜样品在两到三年中透射式冷冻电子显微镜(cryogenic electron microscopy,cryo-EM)将成为解密大分子结构的最强大工具。这些结构对于理解生化机制和药物开发至关重要,而更有效地解析它们的方法可以加快此类工作。 展开更多
关键词 大分子结构 冷冻电镜 王宏伟 生化机制 值得关注 透射 药物开发 冷冻电子显微镜
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冷冻超薄切片技术中明胶包埋在实体组织样品中的应用 被引量:1
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作者 吴轶成 陈新宇 +1 位作者 易静 杨洁 《中国细胞生物学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第9期1354-1356,共3页
该文运用明胶包埋三种不同实体组织,经过冷冻超薄切片技术获得超薄切片,进行透射电子显微镜的观察。结果表明,经明胶包埋后的三种组织块,其超薄切片质量都得到了更好的保证,切片平整且无破损;透射电子显微镜下观察到的超微结构更加完整... 该文运用明胶包埋三种不同实体组织,经过冷冻超薄切片技术获得超薄切片,进行透射电子显微镜的观察。结果表明,经明胶包埋后的三种组织块,其超薄切片质量都得到了更好的保证,切片平整且无破损;透射电子显微镜下观察到的超微结构更加完整,有效地保留了组织本身的结构信息。 展开更多
关键词 免疫电镜技术 冷冻超薄切片 明胶 生物组织 透射电子显微镜
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几种橡胶和弹性体的冷冻超薄切片技术研究
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作者 张晓敏 徐颖 +2 位作者 王华 刘宏治 洪健 《高分子通报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第8期54-60,共7页
本文应用冷冻超薄切片技术对5种不同的纳米改性橡胶和弹性体以及1种共混弹性体进行了透射电子显微镜和扫描电子显微镜观察,探究了不同软硬程度纳米改性聚合物所采用的冷冻超薄切片温度及相关技术参数的差异,分析了冷冻超薄切片温度与玻... 本文应用冷冻超薄切片技术对5种不同的纳米改性橡胶和弹性体以及1种共混弹性体进行了透射电子显微镜和扫描电子显微镜观察,探究了不同软硬程度纳米改性聚合物所采用的冷冻超薄切片温度及相关技术参数的差异,分析了冷冻超薄切片温度与玻璃化转变温度之间的关系。同时还对二氧化硅改性顺丁橡胶-聚氯乙烯-氯化聚乙烯的共混物进行了电子染色方法试验,为不同性质高分子材料超微结构研究选取合适的冷冻超薄切片温度及电子染色方法提供了参考。 展开更多
关键词 纳米改性 聚合物 冷冻超薄切片 透射电子显微镜 扫描电子显微镜
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三元复合驱低浓度体系相行为及中间混合层结构分析 被引量:9
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作者 牟建海 李干佐 +2 位作者 廖广志 黄 丽 赵孔双 《中国科学(B辑)》 CSCD 北大核心 2002年第1期1-6,共6页
低浓度的表面活性剂ASP(碱/表面活性剂/聚合物)驱油体系溶液与模拟原油混合,研究该体系的相行为和界面张力的变化情况,并应用粒度分析仪和冷冻蚀刻透射电子显微镜技术,对中间混合层的粒径分布及其结构进行研究.发现中间混合层的体积随... 低浓度的表面活性剂ASP(碱/表面活性剂/聚合物)驱油体系溶液与模拟原油混合,研究该体系的相行为和界面张力的变化情况,并应用粒度分析仪和冷冻蚀刻透射电子显微镜技术,对中间混合层的粒径分布及其结构进行研究.发现中间混合层的体积随各组分的浓度变化而有一定的规律性,中间混合层与油相和水相之间的界面张力均能达到超低、特别是得到了冷冻蚀刻电子显微镜照片,并提出中间混合层为胶束、微乳液、乳状液等表面活性剂聚集体的共存体系,其中微乳液结构占主要地位.这对丰富表面活性剂的理论研究及探讨三元复合驱的驱油机理必将起到重要作用. 展开更多
关键词 三元复合驱 相态 冷冻蚀刻透射电子显微镜 驱油体系 驱油机理 界面张力 表面活性剂 中间混合层
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阴离子表面活性剂AES虫状胶束的形成 被引量:7
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作者 牟建海 李干佐 +4 位作者 肖洪地 廖广志 刘奕 黄丽 李伯勤 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第9期723-726,共4页
应用流变学方法和冷冻蚀刻透射电子显微镜技术,研究了阴离子表面活性剂十二烷基聚氧乙烯(3)硫酸钠(AE)在AlCl3溶液中胶束的生长和结构.通过对溶液的剪切黏度、剪切应力、复合黏度、动态模量等物理量的测量,应用 Cox... 应用流变学方法和冷冻蚀刻透射电子显微镜技术,研究了阴离子表面活性剂十二烷基聚氧乙烯(3)硫酸钠(AE)在AlCl3溶液中胶束的生长和结构.通过对溶液的剪切黏度、剪切应力、复合黏度、动态模量等物理量的测量,应用 Cox-Merz规则和 Cole-Cole图,发现在 AES/ AlCl3体系中可以形成虫状胶束和网络结构,且体系是偏离Maxwell模型的黏弹性流体.应用冷冻蚀刻透射电子显微镜技术,研究了0.08mol·L-1AES/0.8mol·L-1ALCL3体系的结构,进一步证实了虫状胶束的存在. 展开更多
关键词 虫状胶束 流变学 冷冻蚀刻透射电子显微镜 十二烷基聚氧乙烯(3)硫酸钠 阴离子型表面活性剂
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No longer ‘blob-ology': Cryo-EM is getting into molecular details 被引量:1
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作者 ZHU HongTao ZHU Ping 《Science China(Life Sciences)》 SCIE CAS CSCD 2015年第11期1154-1156,共3页
The structural information of functionally important mac- romolecular assemblies is a key to molecular biology and is of great interest to structural biologists. Cryo-electron mi- croscopy (cryo-EM), particularly th... The structural information of functionally important mac- romolecular assemblies is a key to molecular biology and is of great interest to structural biologists. Cryo-electron mi- croscopy (cryo-EM), particularly the single particle analysis (SPA), has been regarded as one of the three primary tech- niques for structure determination, together with X-ray crystallography and nuclear magnetic resonance (NMR). For single particle cryo-EM, a tiny amount (~3 μL) of puri- fied biological samples at a concentration around 0.1-2 mg mL-1 are placed onto an EM grid, blotted with a filter paper and rapidly frozen into a thin layer of vitreous ice. The EM grid with frozen samples is then transferred to a transmis- sion electron microscope for imaging. 展开更多
关键词 分子生物学 冷冻电镜 透射电子显微镜 单颗粒分析 斑点 结构信息 X射线晶体学 生物学家
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