近日，清華大學生命科學學院王宏偉課題組和北京大學化學與分子工程學院彭海琳課題組合作開發了一種基於石墨烯"三明治"結構的冷凍電鏡生物樣品製備方法，用以高分辨冷凍電鏡重構。
樣品製備是冷凍電鏡技術解析生物樣品高解析度結構的主要速率限制步驟。在這個過程中，氣液界面效應、背景雜訊和優勢取向等問題可能導致冷凍電鏡結構解析失敗，或重複性較差。石墨烯這種材料因其低背景噪音、高機械強度和高導電性等出色特性，被用作冷凍電子鏡樣品製備支撐膜以提升樣品品質。
常規石墨烯膜製備冷凍電鏡樣品的方法能夠增加顆粒吸附，並減輕氣液界面帶來的干擾。然而，石墨烯支持膜僅存在於冰層一側，無法消除另一側氣液界面對樣品的影響；且在支撐膜親水性不佳時，容易出現樣品脫水的現象。為解決此問題，研究團隊開發了一種石墨烯"三明治"技術，在生物樣品溶液兩側都鋪設石墨烯支持膜，對生物樣品進行封裝，進而製備冷凍電鏡樣品，從而徹底避免氣液界面等問題的影響。採用這種方法製備冷凍樣品，研究團隊成功獲得了成像品質更高的冷凍電鏡數據，解析了去鐵鐵蛋白、20S蛋白酶體和新冠病毒刺突蛋白的高分辨冷凍電鏡結構。
文/北京青年報記者雷嘉
編輯/譚衛平
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