低溫電子顯微技術（英語：Cryogenic electron microscopy，縮寫：cryo-EM），是穿透式電子顯微鏡（TEM）的其中樣品在超低溫（通常是液氮溫度-196℃）下進行型態研究的一種技術[1]。此種儀器一般稱為低溫電子顯微鏡（簡稱：低溫電鏡）或冷凍電子顯微鏡（簡稱：冷凍電鏡）[2]。
歷史
- 早在1960年，便開始有學者提出這個想法並且投入相關研究，結果卻不盡理想[2]。
- 1974及1975年關鍵的兩年，開始有學者陸續提出各種更佳的解決方案。肯·泰勒（Ken Taylor）和羅伯特·格拉瑟（Robert Glaeser）博士發現冷凍樣品可以保持蛋白質的高解析度訊號。理查德·亨德森博士在生物樣本中使用葡萄糖液以避免樣本乾燥和電子束傷害，並透過傾斜樣本，以得到不同角度的投影影像，建立3D模型，當時結構解析度達到7Å。斯塔爾·麥克道沃爾（Alasdair McDowall）博士用液態乙烷作為冷凍介質，發現銅網上的液滴較過去的研究能產生更佳的玻璃化冷凍狀態，能有效提升冷凍樣本的訊噪比，這項發現使冷凍電鏡的技術突破[2]。
- 1981年，姚阿幸·法蘭克（Joachim Frank）博士提出了單粒子分析的方法，稱作單粒子是因為樣品是單一來源的粒子。因此使用大量 2D 投影影像分類後進行數據平均，並算出可能的投影相對角度來得到3D結構[2]。
- 2011年，隨著冷凍電鏡設備技術成熟以及單分子運算法的越趨成熟，已能獲得接近原子等級的解析度[2]。
- 2013年，將電鏡影像記錄設備的底片系統改成利用光電效應記錄電子數位訊號，提高電子訊號的轉換效率，有效增強了訊噪比並保有高解析的圖像訊息[2]。
- 2014年，低溫電子顯微鏡圖片的分辨率穩步提高，並且在一些結構中達到了接近原子級的分辨率，包括病毒，核糖體，線粒體，離子通道，和酶複合物，小至170kDa的一些結構的分辨率達到4.5Å[1]。
- 2017年，理查德·亨德森、雅克·杜博歇及姚阿幸·法蘭克因其在低溫電子顯微鏡技術的發展而獲頒諾貝爾化學獎，得獎理由是「發展冷凍電子顯微鏡技術，以高解析度呈現溶液中的生物分子結構」[3]。
- 2018年，已有一些文章發表的蛋白結構，解析度可達小於2Å[2]。
用途
相關技術
各種技術可應用於低溫電子顯微鏡[6]，包括：
相關條目
參考文獻
外部連結
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