【冷凍電鏡】干貨小知識

　　冷凍電鏡技術(shù)(cryo-electron microscopy)簡(jiǎn)稱(chēng)冷凍電鏡。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)(Cryo-SEM),可實(shí)現直接觀(guān)察液體、半液體及對電子束敏感的樣品，如生物、分子材料等。樣品經(jīng)過(guò)超低溫冷凍、斷裂、鍍膜制樣(噴金/噴碳)等處理后，通過(guò)冷凍傳輸系統放入電鏡內的冷臺(溫度可至-185°C)即可進(jìn)行觀(guān)察。冷凍電鏡中的冷凍技術(shù)可以瞬間冷凍樣品，并在冷凍狀態(tài)下保持和轉移,使樣品最大限度保持原來(lái)性狀，得出的數據更準確，實(shí)驗成功率才更高。

　　冷凍電鏡的分類(lèi)

　　目前我們討論的冷凍電鏡基本上指的是冷凍透射電子顯微鏡，但是如果我們可以使用冷凍技術(shù)的角度定義冷凍電鏡的話(huà)，冷凍電鏡主要可以分為冷凍透射電子顯微鏡、冷凍掃描電子顯微鏡、冷凍刻蝕電子顯微鏡。

　　冷凍透射電子顯微鏡

　　冷凍透射電鏡(Cryo-TEM)通常在普通透射電鏡上加裝樣品冷凍臺，將樣品冷卻到液氮溫度(77K)。吁觀(guān)測蛋白、生物切片等對溫度敏感的樣品。通過(guò)對樣品的冷凍，可以降低電子束對樣品的損傷，減小樣品的形變,從而得到真實(shí)的樣品形貌。

　　一臺冷凍透射電鏡的價(jià)格在600萬(wàn)美元左右，價(jià)格及其昂貴，它的優(yōu)點(diǎn)主要體現在以下幾個(gè)方面:第一是加速電壓高,電子穿透厚樣品;第二是透鏡多,光學(xué)性能好;第三是樣品臺穩定;第四是全自動(dòng)，自動(dòng)換液氮，自動(dòng)換樣品，自動(dòng)維持清潔。

　　2.2冷凍掃描電子顯微鏡

　　掃描電鏡工作者都面臨著(zhù)一個(gè)不能回避的事實(shí)，就是所有生命科學(xué)以及許多材料科學(xué)的樣品都含有液體成分。很多動(dòng)植物組織的含水量達到98%，這是掃描電鏡工作者最難對付的樣品問(wèn)題。

　　冷凍掃描電鏡(Cryo-SEM)技術(shù)是克服樣品含水問(wèn)題的一個(gè)快速、可靠和有效的方法。這種技術(shù)還被廣泛地用于觀(guān)察-些”困難”樣品，如那些對電子束敏感的具有不穩定性的樣品。各種高壓模式如VP、LV和ESEM的出現，已允許掃描電鏡觀(guān)察未經(jīng)冷凍和干燥的樣品。但是,冷凍掃描電鏡仍然是防止樣品丟失水分的最有效方法，它能應用于任何真空狀態(tài)，包括裝于SEM的Peltier臺以及向樣品室內沖以水汽的裝置。冷凍掃描電鏡還有一些其他優(yōu)點(diǎn)，如具有冷凍斷裂的能力以及可以通過(guò)控制樣品升華刻蝕來(lái)選擇性地去除表面水分(冰)等。

　　冷凍電鏡基本的觀(guān)測流程如下圖2.1所示: