探秘微观世界，赋能科研创新——P2级冷冻电镜平台助您一臂之力

探秘微观世界，赋能科研创新——P2级冷冻电镜平台助您一臂之力

微观世界蕴藏着物质结构与生命活动的终极奥秘，而冷冻电子显微镜（简称冷冻电镜）作为探索亚纳米尺度甚至原子级分辨率生物结构的最主流工具，以其在近自然状态下对大分子复合物的超高分辨解析能力，为生物科学研究提供了前所未有的洞察力。从解析蛋白质复合物的原子结构到揭示材料的微观形貌，从追踪病毒入侵机制到观测细胞器的动态过程，冷冻电镜技术已成为结构生物学、材料科学、生命科学等领域不可或缺的研究手段。本单位P2级冷冻电镜平台依托300kV冷冻电镜、冷冻聚集离子束（Cryo-FIB）、冷冻光电联用（Cryo-CLEM）和高压冷冻制样仪等一系列冷冻电镜和辅助设备，以及全流程的制样、成像和数据分析流程，致力于为科研工作者提供最前沿（state-of-the-art）的技术支持，突破科学前沿难题，推动创新成果的诞生。

A structural biologist’s dream. Nogales and Mahamid, Nature, 2024

冷冻电镜技术（Cryo-EM）通过将生物样本在近液氮温度下瞬间冷冻，在近生理状态下保持大分子复合物冷冻瞬间的构象。结合单颗粒分析（Single-particle analysis，SPA）技术，冷冻电镜成功解析了蛋白质复合物的原子级分辨率结构，为理解生命活动的分子和原子级机制提供了重要的结构信息。此外，冷冻电子断层扫描（Cryo-Electron Tomography，cryo-ET）能够在细胞原位环境下观测大分子复合体和细胞器的三维结构与动态变化，并且能够解析到近原子级分辨率；这些原位结构信息能够更真实地反映细胞环境中大分子复合物的构象与相互间以及和细胞环境的相互作用，为细胞生物学和结构生物学研究开辟了新的维度并达到了更高的深度。这些结构学的突破不仅推动了基础科学的进步，也为基于结构的药物研发和抗体疫苗设计等领域带来了深远影响。

Chikungunya virus assembly and budding at the infected-cell periphery. Chmielewski et. al., bioRxiv.

P2级冷冻电镜平台面向从事细胞生物学、大分子结构、病原学和药物抗体设计以及生物医药研发的科研人员，提供从样品制备、数据采集到图像分析的一站式解决方案。平台能够在二级生物安全（BSL-2/P2）环境下提供冷冻电镜单颗粒分析和冷冻电子断层扫描以及微晶衍射学等流程服务，支撑大分子复合物高分辨率结构解析和细胞原位高分辨成像。此外，平台还配备无吸附Chameleon冷冻制样仪、冷冻制样仪Vitrobot、Leica Cryo-CLEM光电联用系统、高压冷冻仪等前处理设备，可处理多种类型的生物样品，满足多样化的研究需求。

设备介绍

300kV TFS Titan Krios G3i：配备X-FEG场发射电子枪、Gatan能量过滤型K3相机，搭配EPU、Tomography和SerialEM等软件，适合冷冻样品筛样、单颗粒、冷冻断层扫描等数据收集任务。标样去铁蛋白分辨率测试达到1.5 Å。

300 kV JEOL JEM-3300 (ARM300II)：配备Cold-FEG场发射电子枪、日本电子omega能量过滤器、Gatan K3相机，搭配SerialEM软件，适合冷冻样品筛样、单颗粒、冷冻断层扫描和微晶衍射学等数据收集任务。标准去铁蛋白分辨率测试达到1.3 Å级别。

Aquilos 1 Cryo-FIB双束电镜：具有电子源和离子源的双束扫描电镜，可对于冷冻生物样品进行减薄（Cryo-milling），制备150-300nm以下厚度的薄片，以便于在透射电镜下观察细胞超微结构。

TFS Talos L120C 120kV电镜：可完成负染和常规冷冻样品筛样及数据收集等任务。

Leica Coral Cryo-CLEM光电联用系统：配有488nm、561nm、638nm三种激光光源，可以对含有荧光标记的冷冻生物样品进行共聚焦荧光观测，z stack拍摄和存储，且数据可以导入Cryo-FIB电镜，衔接离子束减薄流程。

Leica EM ICE高压冷冻仪：配有铜盘套件、铜管套件、蓝宝石套件等，可对厚度至多达200 μm的生物样本进行玻璃态冷冻，包括组织切片、成团真核细胞、具有一定厚度的细菌培养液等，拓宽冷冻电子断层扫描可研究的生物学样本范围。

另外，P2级冷冻电镜平台还配有TFS Vitrobot、Leica GP2两种投入式冷冻制样设备以及FEI F20 200kV场发射电镜可供筛样，满足多种技术服务需求。平台还配备了数十个适合冷冻电镜数据处理的GPU计算节点和10PB大容量存储。

技术团队

P2级冷冻电镜平台拥有专业技术支撑人员4人，其中正高级1人、副高级2人、中级职称1人，均具有冷冻电子显微专业背景，长期从事技术支撑和研发工作，对设备维护、功能应用有丰富经验，能够确保设备稳定运行、最大化发挥设备性能。

服务流程

预约服务请先填写委托需求表，填好后作为附件发邮件至电镜平台公邮ipscryoem@siii.cas.cn，说明测试需求及样品类型等信息。平台技术服务人员收到邮件后会尽快回复并确定可预约的机时。机时预约好后请按时带样品到现场进行样品检测，必要时可携带硬盘进行同步的数据传输。

展望

P2级冷冻电镜平台将持续优化设备性能，完善技术服务体系，确保平台稳定高效运行。未来，我们将根据科研需求，适时引进新型设备和技术，进一步提升冷冻电镜单颗粒分析和冷冻电子断层技术的分辨率与效率。同时，平台将积极探索新技术应用，拓展服务范围，为用户提供更全面、更精准的技术支持。感兴趣的用户可关注技术中心微信公众号，及时获取平台最新动态。

公共技术中心

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