冷冻电镜.

由于能够提供分辨率越来越高的结构信息，冷冻电镜迎来了科学发现的新时代。硬件和软件的进步使这项技术在基础研究和药物研发中得到了更广泛的应用。冷冻电镜用于对一系列生物样本进行可视化成像，从大型细胞器（使用冷冻层析成像）一直到接近原子分辨率水平的单颗粒分析。

目前。主要有三种使用冷冻电镜的方法，具体包括：

单颗粒分析

单颗粒分析（SPA）是一种成熟的冷冻电镜技术，允许结构生物学家在近原子分辨率下研究大分子的详细结构，以揭示丰富的生物学见解。

冷冻断层扫描

冷冻电子断层扫描（cryo-ET）使用分子水平的3D成像来产生关于单个蛋白质及其所处细胞环境的高分辨率结构和空间信息。

微电子衍射

微电子衍射(MicroED)是一种新兴的从纳米晶体中确定蛋白质结构的方法，将冷冻电镜样品制备方法与X射线晶体衍射数据分析方法结合起来。

冷冻电镜的最新技术进步在获得更高质量的结构方面取得了重大进展，成为结构生物学家的首选方法。将样品保存在玻璃态冰中（玻璃化）通常被认为是冷冻电镜（Cryo-EM）工作流程的第一步。但是，在制备样品之前，研究人员必须考虑样品质量，并确定其是否适合高分辨率结构测定。

在开始使用任何冷冻电镜之前，对这些关键因素和仪器正确的深入理解至关重要，以确保后续项目的成功。

＜阅读我们的博客文章，了解单颗粒冷冻电镜样品制备的入门知识＞

当然，高质量的样品制备是常规冷冻电镜工作流程中公认的、尚未解决的瓶颈。标准的冷冻电镜工作流程一个复杂和重复过程，包括不同规格种类的载网冷冻以及之后使用冷冻电镜筛选高质量的样本。这个过程需要在低温条件下手工操作小而脆弱的载网。但最终样本载网的质量通常由于人为操作从而导致一致性存在差异。此外，不同研究人员在冷冻电镜方面的不同经验导致对样品质量“好坏”的判断存在不一致，这同样是产生差异的原因。

高分辨率冷冻电镜测定单颗粒结构的主要障碍之一就是气液界面效应（AWI）。最佳的做法是在处理蛋白样品溶液时避免由于AWI导致蛋白降解可能产生的气泡。

在样品玻璃态化形成薄层的过程中，气液界面效应（AWI）可能会导致颗粒分子发生降解和聚集以及取向优势等负面影响。

不断涌现的新样品制备方法使得在单一平台上推动流程的优化以获得可重复的高分辨率结果成为可能。在给定的样品浓度、缓冲液和冰厚度的条拟下，如果在快速冷冻的时间范围内能确定样品的表现，则在后续的步骤中就可以集中解决其他不利影响。Chameleon的方法是解决样品制备瓶颈问题的一种突破，利用更少的样品获得更好的结果，最终有利于减少整体的实验成本。