電子顯微鏡在研究生物大分子的結(jié)構(gòu)，特別是超分子體系的結(jié)構(gòu)方面取得了巨大的成就。它在生物學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越受到人們的重視，并逐漸成為研究生物大分子特別是超分子體系結(jié)構(gòu)的一種公認(rèn)和有效的研究方法。

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快速冷凍和低溫冷臺(tái)技術(shù)的引入，促成了冷凍電鏡技術(shù)的誕生。

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1、電子晶體學(xué)

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利用電子顯微鏡對(duì)生物大分子在一維、二維甚至三維空間中形成的高度有序、重復(fù)排列的結(jié)構(gòu)（晶體）進(jìn)行成像或采集衍射圖樣，進(jìn)而分析這些生物大分子的結(jié)構(gòu)。這種方法稱(chēng)為電子晶體學(xué)。

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適宜的樣品分子量范圍為10～500KD，Zgao分辨率約為0.19nm。這種方法與X射線晶體學(xué)的相似之處在于，必須獲得生物大分子高度均勻的周期性排列。

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不同的是，電子顯微鏡不僅可以獲得晶體的電子衍射，而且可以通過(guò)獲得晶體的圖像來(lái)分析晶體的結(jié)構(gòu)。

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2、單顆粒技術(shù)

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對(duì)分散分布的生物大分子分別成像，基于分子結(jié)構(gòu)同一性的假設(shè)，對(duì)多個(gè)圖像進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并通過(guò)對(duì)正、加和平均等圖像操作手段提高信噪比，進(jìn)一步確認(rèn)二維圖像之間的空間投影關(guān)系后經(jīng)過(guò)三維重構(gòu)獲得生物大分子的三維結(jié)構(gòu)方法。

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適宜的樣品分子范圍為80~50MD，Zgao分辨率約0.3nm。利用單顆粒技術(shù)獲得三維重構(gòu)的方法主要包括等價(jià)線方法、隨機(jī)圓錐重構(gòu)法、隨機(jī)初始模型迭代收斂重構(gòu)等方法。

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其基本目標(biāo)是獲得二維圖像之間正確的空間投影關(guān)系，從而進(jìn)行三維重建。

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3、電子斷層掃描成像技術(shù)

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通過(guò)在顯微鏡中傾斜樣品來(lái)采集樣品的多角度電子顯微圖像，并根據(jù)傾斜的幾何關(guān)系重建這些電子顯微圖像的方法稱(chēng)為電子斷層掃描成像技術(shù)。

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該方法主要應(yīng)用于細(xì)胞和亞細(xì)胞器，以及無(wú)固定結(jié)構(gòu)的生物大分子復(fù)合物（分子量范圍：800kd），Zgao分辨率約為2nm。

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