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冷凍電鏡是用于掃描電鏡的超低溫冷凍制樣及傳輸技術，可實現(xiàn)直接觀察液體、半液體及對電子束敏感的樣品，如生物、高分子材料等。樣品經(jīng)過超低溫冷凍、斷裂、鍍膜制樣（噴金/噴碳）等處理后，通過冷凍傳輸系統(tǒng)放入電鏡內(nèi)的冷臺（溫度可至-185℃）即可進行觀察。冷凍電鏡中的冷凍技術可以瞬間冷凍樣品，并在冷凍狀態(tài)下保持和轉(zhuǎn)移，使樣品大限度保持原來性狀，得出的數(shù)據(jù)更準確，實驗成功率才更高。
其原理是在解析生物大分子及細胞結構的核心是透射電子顯微鏡成像，其過程包括樣品制備、透射電子顯微成像、圖像處理及結構解析等幾個步驟。樣品經(jīng)過在液氮中的冷凍固定，使得生物大分子中的水分子以玻璃態(tài)的形式存在，保持低溫，將樣品放入顯微鏡，高度相干的電子作為光源從上面照射下來，透過樣品和附近的冰層，受到散射，利用探測器和透鏡系統(tǒng)把散射的信號成像記錄下來，在進行信號處理，后利用三維重構技術得到樣品的三維結構。
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