电子显微学在结构生物学研究中的新进展

电子显微学是结构生物学的重要分支，已经成为一种公认的研究生物大分子、超分子复合体及亚细胞结构的有力手段。本文先回顾了近期电子显微学在技术上的新进展，后概述了生物电子显微学的三个组成部分——电子晶体学，单颗粒技术，电子断层成像术的基本原理，技术方法与研究现状。最后，对电子显微学与其他结构生物学研究手段的结合以及电子显微学的未来发展做了简单的展望。     

一种制备冷冻含水生物样品的快速冷冻装置

长期以来,低温电子显微学被视为生物电子显微术中最有希望得到生物自然结构的手段。八十年代由Ad-rina等(1984)实现并迅速开展于世界许多著名实验室的在微筛支持膜上制备玻璃态含水生物材料的方法推动了生物大分子结构电子显微学研究接近原子分辨水平。利用这种制样方法,加一套减少电子辐射损伤的电镜技术和相位衬度成像方法,可获得较高分辨率的生物大分子结构像和晶体衍射花纹。若干报导冰包埋蛋白质晶体样品的电子衍射可记录到近3埃的信息。此种制样方法已广泛地用于蛋白质、核酸以及蛋白质一核酸复合体的单体、薄晶的形态结构研究中(Dubochet J.等1988)。     

电子跳跃结构场发射阴极的电子通过率研究

针对一种基于二次电子发射的跳跃电子阴极三极管结构进行了研究，这种特殊结构可以有效地提高了电子注电流密度。并减小受残余气体离子的对阴极轰击造成的阴极发射跌落。对应用碳纳米管场发射的跳跃电子阴极的三极管结构的电子通过率的研究，提出了的栅网上蒸镀高二次电子发射系数的介质膜的方法，可以有效地解决栅网的截获问题，提高电子通过率。     

850MHz和1GHz的超高场核磁共振光谱仪研制成功

安捷伦科技公司日前宣布,安捷伦正在开发一系列新的850MHz和1GHz的超高场核磁共振（NMR）光谱仪。＂安捷伦科技公司致力于与客户和合作伙伴紧密合作,开发新一代核磁共振技术,＂安捷伦生命科学集团总裁NickRoelofs说,＂该项目将充分利用公司在千兆赫磁铁和探针设计、电子测量和系统集成方面的能力,为研究生物大分子的结构和动力学的学者提供世界级、一流水平的技术。＂     

一种测量液体中粒子的扩散系数和大小的光散射方法

研究化学大分子或生物大分子(如血红蛋白)的大小、形状和结构是人们感兴趣的问题之。一近十几年来,发展了一些测定技术,例如粘度测定、电泳、超速离心、光散射等,都能测定出大分子的分子量或它的形状。为了研究生物和化学大分子及其反应的动力学性质,往往需要测定大分子的扩散系数。用于测量粒子扩散系数的光子相关技术近年来得到了突飞猛进的发展。本文提出了一种利用计算机控制时间的光散射技术测量大分子的扩散系数和分子大小的方法。利用这种装置我们测量了冻干羊血红蛋白的物理半径。我们所用的光学系统、记录及处理过程都比原先的方法简便得多。     

磁势垒构中隧穿现象的研究

本用转移矩阵方法研究了具有纳米尺度的非对称磁势垒结构中电子隧穿效应。结果表明和电子穿越对称双磁势垒结构相比，电子隧穿非双磁势垒结构和传输几率和电导都强烈减小，并且非对称磁势垒结构具有重强的波矢过滤特性。     

用近场光学研究单个细胞的超微结构和光学性质

光学方法是对物理、化学、生物、医学等各种样品进行特性表征、结构和机理研究的重要方法．物体结构的细节则深藏于近场区域内，如化学和生物大分子、细胞表面的超微结构等，其大小在纳米级．常规光学方法由于受到衍射极限的限制，其最高空间分辨率只能达到波长的一半，因此无法进行研究．     

基于SVG在线电子商谈系统的研究与实现

主要研究基于SVG的在线电子商谈系统的特征、功能和结构。介绍SVG在电子商谈系统中的成功应用，借助已经成功完成的“Webconfig电子商谈系统”开发项目，通过理论的研究，提出了基于SVG的电子商谈应用模型平台的框架。     

幻角和线性二向色性电子能量损失谱技术

很多重要的材料具有各向异性的电子结构。由于低对称性的空态电子结构的存在，它们的电子能量损失谱对样品的取向敏感，其敏感程度受到其他实验条件(如电子束的会聚角和散射电子的接收角)的调控。通过研究电子能量损失谱对方向的依赖性以及受实验条件影响的机制，可以通过合理的     

CdTe（111）表面电子态及其H吸附的电子结构研究

本文利用自洽Ｍｕｆｆｉｎ－Ｔｉｎ轨道线性组（ＬＭＴＯ—ＡＳＡ）方法，采用Ｓｌａｂ模型，研究了ＣｄＴｅ（１１１）两类模型四种表面的Ｈ吸附电子结构，系统分析比较了Ｈ吸附对四种表面电子结构的影响，为研究ＣｄＴｅ（１１１）表面金属吸附的电子结构作了准备．     

冷冻电镜研究野生型DegP降解底物的构象变化

研究生物大分子结构的动态变化是结构生物学未来发展的重要方向之一，冷冻电镜的三维结构分类技术为实现这一目标提供了可能。本研究以大肠杆菌蛋白酶DegP为研究对象，利用冷冻电镜三维分类技术解析了低温和热休克温度下野生型DegP降解底物的不同构象，比较了不同温度下野生型DegP寡聚状态的变化，指出了相较于酶活丧失突变体，野生型DegP包裹底物后具有更高的结构柔性。该研究成果为热休克条件下DegP通过寡聚降解底物提供了直接证据。     

磁势垒结构中隧穿现象的研究

本文用转移矩阵方法研究了具有纳米尺度的非对称磁势垒结构中电子的隧穿效应．结果表明和电子穿越对称双磁势垒结构相比，电子隧穿非对称双磁势垒结构的传输几率和电导都强烈减小，并且非对称磁势垒结构具有更强的波矢过滤特性．     

睾丸间质细胞的早期和晚期内体

睾丸间质细胞的早期和晚期内体汤雪明张蕙心陈晓群（上海第二医科大学生物物理教研室，上海２０００２５）在细胞内吞过程中，内体（ｅｎｄｏｓｏｍｅ）是一个中心环节，对细胞内大分子的分选和运输起着重要作用。为了研究内体的结构和功能，本实验用金标记ｈＣＧ作为受体...     

多元统计分析方法在各向异性材料电子能量损失谱中的应用

电子结构可以通过电子能量损失谱（EEIS）的近边精细结构（Near Edge Structure）来测量。在各向异性材料中，不同的选择则决定了具有不同对称性的电子跃迁过程在改变谱接收条件时可能处于不同程度的激发状态，从而造成精细结构上的差异。如何从这些差异分析中得到与其相关的电子结构的对称性？这个问题的解决对于各向异性材料的电子结构及其相关性能的研究是非常重要的。本文提出通过多元统计分析方法（Multivariate Statistical Analysis）处理系列实验谱线，从而确定电子结构的对称性信息。     

蛋白质薄晶辐射损伤的研究

辐射损伤是应用电子显微镜研究生物大分子高分辨结构中最棘手的问题。辐射损伤是由于样品对入射电子的散射所引起的。对于生物样品,电子散射大约有3/4是非弹性。典型的电子能量损耗是20eV。任何原子要在象中显示出来,起码要散射几个电子,因而它至少接受约100ev数量级的能量,这个值,对具有10ev的碳链来说是过高了的。高分辨成象通常需要的电子剂量约为10~4e/(nm)~2,多数的生物样品将损失其质量的20～80％,可见辐射损伤对生物样品成象的影响是严重的。克服辐射损伤的最有效办法是减少电子剂量,但剂量的减少,会使象的信噪比迅速下降,直接影响分辨率。另一办法是增加样品的抗性(resistance),其方法是冷冻样品。放     

由电子能量损失谱计算过渡金属d电子数的浮动窗口方法

材料宏观性能的差异归根到底来源于其电子结构的差异。在过去半个多世纪里，过渡金属的d电子一直是固体物理领域内研究的一个重要内容；同时，在过渡金属形成合金的过程中，究竟是发生了“电荷转移”，还是保持“局域电中性”，文献中一直存在着争议。所有这些都依赖于对过渡金属中d电子的精确测量。近年来，电子能量损失谱（EEKS）已发展成为一种具有高空间分辨率的原位测量物质电子结构的强有力工具。     

利用电子全息术观察微磁畴结构及数字重现电子全息图

利用电子全息术观察微磁畴结构及数字重现电子全息图陈建文（中国科学院上海光学精密机械研究所，上海２０１８００）项目批准号：６９２７７００１电子全息术在测量微电磁场方面有着独特的优越性，是非常有潜力的实验手段，在许多基础研究和应用研究中有着广泛的用途。课...     

紫外光照下偶氮香蕉型液晶的光吸收特性研究

借助紫外可见光谱仪观测和电子结构计算，研究了紫外光照对偶氮香蕉型液晶电子结构和光吸收特性的影响。吸收光谱显示：这种液晶的两个光学吸收峰分别位于360nm和275 nm。电子结构计算表明：这两个光学吸收主要来自于液晶中含偶氮官能团的电子跃迁。结果表明：36５nm光子可将液晶中的氮氮双键打断，从而导致其在360nm处的吸收迅速降低，同时使275 nm处的吸收相应增加。     

脂单分子层表面组装的亲和素蛋白二维晶体

蛋白质分子精确结构的确定是分子生物学的重要研究课题之一。目前主要是用X射线衍射技术研究生物大分子的结构,但是这种方法要求所研究分子能够形成良好的并且足够大的单晶,这往往是很困难的,许多重要的蛋白质分子很难形成三维晶体。利用电子显微镜和图象处理技术相结合的方法,可以通过对二维晶体的研究,获得蛋白质等生物大分子的精确结构。天然存在着一些二维有序现象,其中包括蛋白质的二维有序结构,但是许多蛋白质没有自然存在的便于分析用的二维晶体。为了广泛和有效的研究蛋白质分子,已经开发了几种形成蛋白质二维晶体的方     

近红外与太赫兹双波段局域场增强结构设计

设计了一种近红外与太赫兹双波段局域场增强结构，由微米级矩形槽结构与纳米级双圆盘结构构成。利用微米级矩形槽结构实现太赫兹共振增强，同时将纳米级双圆盘结构与其相结合实现在近红外波段的光学捕获，并采用时域有限差分法对结构进行仿真分析。研究结果表明：双波段局域场增强结构在0.63 THz处有谐振峰同时具有强的局域场增强，最大电场增强1800；在近红外波段入射光强为1 mW/μm²时，势阱深度达到30kBT，可以实现粒子的稳定捕获。该研究结果对生物大分子太赫兹振动谱探测具有一定的参考意义。