年的诺贝尔化学奖颁给三位科学家雅克·杜波切特、阿希姆·弗兰克和理查德·亨德森，表彰他们以很高的分辨率确定了溶液里生物分子的结构，发展了冷冻电子显微镜技术。有人调侃说一帮物理学家获得了诺贝尔化学奖，窥探了生物世界，这不应该被称为诺贝尔理综奖吗？
冷冻电子显微镜究竟是一个怎样的存在呢？居然可以做到跨天地人三界（大误，划掉），成为跨物理、化学和生物三界的明星？今天小编就和大家聊聊这个跨界明星的故事，它是如何打开人类的眼界，使人们进入生物体内的微观世界中，向我们展示了高清的生命细节。
冷冻电子显微镜，简称冷冻电镜（Cryo-EM），在生物学和材料科学的研究中有很大的用处，研究人员可以通过它获得样品的电子显微图像，重构出蛋白质或材料样品的三维结构。冷冻电子显微学解析生物大分子及细胞结构的基本过程包括样品制备、电子显微镜成像、图像处理及结构解析等几个基本步骤。过去30年来，制约冷冻成像应用的瓶颈主要是冷冻成像和图像处理算法，近年，两大技术有了重大突破。
电子显微镜发明于年，但在生物学研究领域的应用滞后于材料学，原因在于生物样品需要含水分才能稳定，而电子显微镜必须在高度真空的条件下工作。年，加州大学伯克利分校的研究员RobertGlaeser和他的学生KenTaylor首次提出并测试了冷冻含水生物样品的电镜成像，有效降低辐照损伤对高分辨率结构的破坏和维持高真空条件，实现了高分辨率成像。这是冷冻电镜（Cryo-EM）的雏形。年，研究员Dubochet领导的小组开发出了真正成熟可用的冷冻制样技术，可以制作不形成冰晶体的玻璃态冰包埋样品。年加州大学旧金山分校（UCSF）的研究员程亦凡和DavidJulius得到膜蛋白TRPV1的3.4埃（?）的三维结构，结果发表在《Nature》上。此后生物科学领域的研究者应用冷冻电镜（Cryo-EM）这项技术发现了更多科研成果，丰富了蛋白质、DNA、RNA等重要分子的晶体结构和它们之间相互作用和反应机理的资源库。
新冠病*（-nCoV）的主要蛋白酶的晶体结构（PDBID：6Y2E，分辨率：1.75?）冷冻电镜的实体图
冷冻电镜的样品制备、观测、图像处理、三维重构实验步骤示意图
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