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我國不僅在光刻機(jī)、蒸鍍機(jī)等頂級的生產(chǎn)設(shè)備上落后于世界先進(jìn)水平 , 在世界頂級的科研儀器上也有極大的空白 , 只有頂級儀器才能更簡單地解決頂級科學(xué)難題 。
在最新公布的世界TOP20的科研儀器研發(fā)機(jī)構(gòu)中 , 日本與美國占去大半 , 我國則沒有一家企業(yè)上榜 , 其中冷凍電鏡就是其中一個我們難以復(fù)制的儀器 。
冷凍電鏡是什么?2017年的諾貝爾化學(xué)獎頒發(fā)給了冷凍電鏡
2017年10月4日 , 瑞典皇家科學(xué)院將當(dāng)期的諾貝爾化學(xué)獎頒給發(fā)明冷凍電鏡的三位學(xué)者 , 肯定他們在冷凍顯微術(shù)領(lǐng)域的貢獻(xiàn) , 他們分別是:瑞士洛桑大學(xué)生物物理學(xué)榮譽教授雅克·迪波什(Jacques Dubochet);
另外兩位是:哥倫比亞大學(xué)教授約阿基姆·弗蘭克(Joachim Frank)以及蘇格蘭分子生物學(xué)家和生物物理學(xué)家理查德·亨德森(Richard Henderson) , 那么冷凍電鏡到底是什么呢?憑什么可以拿到諾貝爾化學(xué)獎 。
冷凍電鏡本質(zhì)上也是一臺顯微鏡 , 在常人的認(rèn)知中 , 顯微鏡通常分為兩類 , 一類是光學(xué)顯微鏡 , 一類是電子顯微鏡(電子顯微鏡就是電鏡) , 在這個分類下 , 電子顯微鏡中出現(xiàn)了一個新物種冷凍電鏡 。
冷凍電鏡是一種比光學(xué)顯微鏡和普通電子顯微鏡更加精密的科學(xué)儀器 , 除了能觀察到更微小的細(xì)胞結(jié)構(gòu)外 , 還能冷凍細(xì)胞結(jié)構(gòu) , 極大地提高了科研工作人員的獲取細(xì)胞數(shù)據(jù)的效率 。
【評測|比芯片還要可悲的行業(yè),被美日全壟斷,中企連山寨版都造不出?】冷凍電鏡與光學(xué)顯微鏡 , 以及電子顯微鏡的差別
初中、高中我們生物課上使用的的需要對著光的顯微鏡就是光學(xué)顯微鏡 , 光學(xué)顯微鏡只能簡單看到每個不同的細(xì)胞 , 卻無法真正探查到細(xì)胞細(xì)小處的組織機(jī)構(gòu) , 到了分子這個層次光學(xué)顯微鏡就沒用了 。
為什么沒用 , 因為光子的波長大概在500納米左右 , 而細(xì)胞中的蛋白質(zhì)分子在1-100nm之間 , 這就好比拿著一根電線去穿針引線 , 或者說是用筷子去清理牙縫 , 顯然是行不通的 , 于是出現(xiàn)了電子顯微鏡 。
電子顯微鏡研發(fā)出來以后 , 科學(xué)家們對于細(xì)胞的認(rèn)識有了質(zhì)的飛躍 , 許多震驚世界的科學(xué)論文報告都是在電子顯微鏡的輔助下完成的 , 但是電子顯微鏡把精度提了上去 , 可是細(xì)胞是活的 , 會一直亂動 。
這就使得許多科研工作者無法進(jìn)行一個緊湊有序 , 數(shù)據(jù)可靠的觀察 , 因為下一次來觀察的時候 , 蛋白質(zhì)分子 , 不知道又跑到了哪兒去 , 于是大家又謀生了一種想法 , 要是能將這些分子也凍住呢?
冷凍電鏡應(yīng)運而生 , 推進(jìn)了生命科學(xué)等多個領(lǐng)域史詩級突破
有人說 , 我如果要是強(qiáng)行用電子顯微鏡觀察 , 不用冷凍電鏡 , 會怎么樣 , 這里有兩個問題需要面對 , 第一個就是一旦這些蛋白質(zhì)分子接觸到電子后 , 有不低的概率會被電子電壞甚至電死;
第二個就是電子只有在真空中才能穩(wěn)定地排列 , 輔助觀察 , 而蛋白質(zhì)分子是泡在溶液當(dāng)中的 , 真空下觀察的話 , 這些溶液會受到氣壓差 , 流向電子顯微鏡 , 將電子顯微鏡變臟、變花 , 根本就不好觀察 。
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