冷冻电子显微镜技术（cryo-electronmicroscope），简称冷冻电镜，是通过冷冻固定技术，在低温下使用透射电子显微镜观察并拍摄样品，经过计算得到生物大分子结构的一项技术。经液氮固定后的样品在低温状态下被电子枪射出的电子所照射，电子透过样品以及样品附近的冰层发生散射，用电耦合探测器将信号记录，对信号进行处理，最后用三维重构的方法得到最终的蛋白质结构。
近年来在硬件以及软件上的突破性进展使得冷冻电镜成为了蛋白质结构解析过程中最重要的一种技术手段。年Nature上刊登了两篇冷冻电镜里程碑级别的文章，加利福尼亚大学的YifanCheng和DavidJulius第一次使用冷冻电镜将膜蛋白结构解析至3.4?(Caoetal.,;Liaoetal.,)，此后通过冷冻电镜解析的结构呈现了爆发式的增长。
那么冷冻电镜与晶体学以及NMR方法解析蛋白质结构相比有哪些优势呢？
1.对样品的需求量比较小：一般解析结构只需要-颗粒，这相当于3-5μl浓度为0.1-1μmol/L的蛋白质样品。
2.所解析的结构更接近于蛋白的生理状态：在制样过程中，样品被迅速冷冻（℃/s），因此所解析的结构更接近于样品被冷冻之前的状态，不会像结晶一样受到晶体堆积的干扰。
3.样本使用范围广：冷冻电镜可以用于鉴定细胞、器官、高于kDa的大分子，随着技术的发展，现在最小可以解析52kDa的蛋白质的结构，但是电镜比较常见的适用于分子量大于kDa的蛋白。
4.可以分析同一样品中的不同构象：在结构解析过程中可以将样品中不同的构象加以区分。
图1冷冻电镜流程图(Wang,)
既然冷冻电镜有这么多的优势，那么我们是如何使用冷冻电镜来解析蛋白质结构呢？下面我们简要的介绍一下冷冻电镜的操作流程：
1.制备样品：天然提取或外源重组表达
2.样品进行负染以确定样品质量
3.玻璃态样品制备：将样品加载到铺有多孔碳膜的电镜载网上，将载网放入用液氮冷却的液态乙烷中
4.观察：将冰冻好的样品加载到液氮冷却的电镜样品台上观察
5.成像及数据收集：收集冷冻电镜图像
6.图像处理：对收集的图像进行CTF校正等处理
7.三维重构：重构蛋白三维模型，对模型进行精修
诺禾致源的冷冻电镜产品项目内容及周期：图2诺禾致源电镜结构解析过程中所使用的设备
诺禾致源结构生物学事业部提供全套的蛋白结构解析服务，包括：蛋白表达纯化、亲和力测定、X-ray晶体学以及冷冻电镜服务。此外还提供高质量的信息分析科研服务，包括：同源建模、分子对接、虚拟筛选等。如有任何问题也可发送邮件到structure
novogene.