【中國儀器網(wǎng) 本網(wǎng)原創(chuàng)】導(dǎo)讀：自2017年的諾貝爾化學(xué)獎名單公布以來，冷凍電鏡這四個字就常常見諸報端。2017年諾貝爾化學(xué)獎獲獎?wù)吖灿腥耍謩e是英國的Richard Henderson、美國的Joachim Frank和 瑞士的Jacques Dubochet，獲獎理由是三人分別在基本理論、重構(gòu)算法和實驗方面對冷凍電鏡技術(shù)的發(fā)展做出突出貢獻。
冷凍電鏡
眾所周知，冷凍電鏡，是用于掃描電鏡的超低溫冷凍制樣及傳輸技術(shù)，可實現(xiàn)直接觀察液體、半液體及對電子束敏感的樣品。樣品經(jīng)過超低溫冷凍、斷裂、鍍膜制樣等處理后，通過冷凍傳輸系統(tǒng)放入電鏡內(nèi)的冷臺即可進行觀察，它所 需的樣品量很少，也無需生成晶體，是生命科學(xué)研究的利器。
經(jīng)過近半個世紀(jì)的發(fā)展，冷凍電子顯微鏡技術(shù)已經(jīng)成為了和 X 射線晶體學(xué)、核磁共振并稱的結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究的三大利器之一，并有望成為應(yīng)用廣、出成績多的那一項技術(shù)。而讓冷凍電子顯微鏡技術(shù)成為生命科學(xué)界炙手可熱的寵兒的原因有二，一方面是單電子計數(shù)探測相機的問世以及圖像處理算法的發(fā)展，讓冷凍電鏡技術(shù)在結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究中的應(yīng)用越來越多；另一方面則是因為隨著人類基因組計劃的完成，人類已進入后基因組時代，在建立結(jié)構(gòu)基因組學(xué)，并在原子水平上解釋核酸—蛋白，蛋白—蛋白之間的相互作用上冷凍電鏡所發(fā)揮作用越來越大。
以我國的科學(xué)家、前清華大學(xué)副校長施一公的科研成果為例，他的多項科研成果和冷凍電鏡的助力是分不開的。2008年在施一公等科學(xué)家的協(xié)助下，清華大學(xué)花費2000多萬人民幣購買了1 臺 Titan Krios 冷凍電子顯微鏡，為清華大學(xué)開展單顆粒三維重構(gòu)、電子斷層成像工作提供了巨大優(yōu)勢。2015年8月21日，施一公帶領(lǐng)的研究團隊在《科學(xué)》在線發(fā)表了兩篇研究長文，揭示了剪接體結(jié)構(gòu)及其工作機理，而該團隊科研所用的電子顯微鏡就是美國FEI公司研發(fā)的 Titan Krios冷凍電子顯微鏡, 施一公教授在接受采訪時也說：“如果沒有冷凍電鏡技術(shù)，就完全不可能得到剪接體近原子水平的分辨率。”
由施一公的科研經(jīng)歷我們可以看到先進的科學(xué)儀器對科學(xué)家的科研工作是多么重要，如今生命科學(xué)研究火熱、基因技術(shù)發(fā)展更是如火如荼，對于這樣原子級別微觀世界的觀察必須要有電子顯微鏡的幫助。但是如今我國冷凍電鏡大部分是采購美國的，單臺價格達(dá)到數(shù)百萬甚至上千萬，這樣的局面絕不能持續(xù)，我國應(yīng)當(dāng)發(fā)展自己冷凍電鏡產(chǎn)業(yè)、培養(yǎng)冷凍電鏡人才，我們需要做出國產(chǎn)的冷凍電鏡，而不是光靠海外采購。
當(dāng)前，冷凍電鏡技術(shù)在生命科學(xué)研究的作用越來越大，我們也能夠看到盡管冷凍電鏡身價非常昂貴，但無論是中國還是歐美其他國家，冷凍電鏡都處于瘋狂的發(fā)展階段。中國、美國、英國等國家都在不斷上馬冷凍電鏡，在利用冷凍電鏡進行生命科學(xué)的研究同時，我們也不要忘了對冷凍電鏡這一科學(xué)儀器本身進行研究，筆者希望未來中國國產(chǎn)的冷凍電鏡不僅能夠自給自足，更能夠出口到其他國家。
(參考資料來源：僑鄉(xiāng)科技報、中國新聞周刊)
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