生物成像中心承担的院科研装备研制项目顺利通过验收
2017年6月1日,中国科学院条件保障与财务局组织专家在中国科学院生物物理研究所对中国科学院科研装备研制项目“低温透射电镜成像衬度增强技术-相位系统的研制”进行了现场验收。验收专家组听取了项目工作汇报、财务报告、使用报告和测试报告,现场查看了研制装备的运行情况,审阅了相关的文件档案。经质询讨论,专家组认为,项目组完成了实施方案规定的研制任务,达到了项目预期目标,同意项目通过验收,并给予较高的评价。
凭借低温电镜技术生物电镜已进入到近原子分辨率时代。低温电子显微镜技术与 X 射线晶体学、核磁共振谱学 等已成为高分辨结构生物学研究最重要的实验手段。
众所周知,冷冻生物样品相位衬度很低。世界上著名的电子显微学实验室就提高图像衬度的问题提出了多种方法。近十多年来,在美、日、德、英等国的许多实验室都在积极开展一项新的相位成像技术的研究——相位板成像(phase plate imaging)技术。该技术在高分辨率电子显微镜成像领域极具发展前途。
电子显微镜的相位板成像类似于光学显微镜的相差显微镜。在现有电子显微镜物镜的后焦面上插入一个能产生-π/2相位差的相位板装置,可实现正焦条件下获得高衬度的图像,并且在三维重构计算过程中,无需进行复杂的CTF校正。
通过研制开发相位板系统,可实现在正焦条件下的低温冷冻生物样品的高衬度成像,提高图像信噪比。从而大大提高了单颗粒三维重构技术和电子断层三维重构技术的结构解析的分辨率或在同等分辨率的情况下,大大减少数据收集量,提高效率。这将为发展高通量、高分辨低温电子显微镜数据收集技术以促进蛋白质结构生物学,细胞生物学的发展提供有力的技术保障和方法支持。
本项目研制的相位板系统安装在FEI公司的Tecnai 20 200kV 透射电镜上,由连接在镜筒上的高真空腔,纳米精度的三维平移台,相位板支持杆(配有加热器),薄膜型相位板器件,以及相应的控制系统,控制界面组成。经测试,各项技术指标达到任务书要求,实现了低温生物样品的高衬度相位成像,达到验收指标要求。
特别指出本相位板系统,可以实现x、y、z三各方向独立精密调节,原位加热功能减少相位板的污染,提高使用寿命。该相位板系统已经过多个课题组使用,衬度增强效果明显,为生物样品的电镜高分辨成像提供了一个有力的武器。