应用分享丨冷冻技术在Talos F200系列材料电镜上的应用—三维重构

  在材料类透射电镜（TEM）中对电子束敏感材料实现三维重构较为困难。主要原因是电子束会破坏样品，导致数据失真。低温是解决这个问题的有效方法，通过搭配冷冻样品杆，将样品置于低温条件，即可有效减轻电子束对样品的损伤，从而帮助我们采集到足够的图像实现三维重构。

       因为Talos F200系列材料透射电镜具有大极靴间距，低剂量模式和赛默飞三维重构全套解决方案（包括自动化三维重构数据采集软件，数据对中重构软件Inspect3D和数据渲染软件Avizo），所以只需配备相应的冷冻三维重构样品杆即可升级实现低温冷冻状态下的三维重构。

图1是在透射电镜Talos F200系列透射电镜上利用冷冻样品杆观察到的脂质体。脂质体是目前药物输送系统中研究极为广泛的纳米药物载体，它是由磷脂和胆固醇组成的脂质双分子层所构成的封闭囊泡。脂质体具有类生物膜结构，可包封水溶性和脂溶性药物。其选择性高、无毒性、无免疫原性、适于生物体内降解。脂质体作为药物载体，具有高度的靶向性、能有效保护被包裹药物并可控释缓释药物、显著提高药物治 疗指数、降低药物的不良反应。脂质体的原始形态的保存对温度和湿度都有较高的要求。如今通过冷冻样品杆冷冻转移的方式，即可在Talos F200系列材料透射电镜中观察脂质体样品，并获得良好的图像衬度。

图1. 在Talos F200系列透射电镜上搭配冷冻样品杆采集的脂质体TEM明场像

 进一步利用Talos电镜的大间距极靴，可以实现-70~70°的大角度倾转，从而完成三维重构数据的采集。在此过程中，样品全程冷冻在-170℃以下玻璃态冰层中，从而显著减轻了电子束对样品的损伤，为探索脂质体的三维结构奠定了基础。之后再利用Inspect 3D软件对数据进行对中重构，Avizo软件进行数据渲染，即可真实还原脂质体的三维结构。

   Talos F200系列材料电镜还可配备对称分布的能谱探头，可以实现能谱三维重构，获得样品中元素的三维分布。冷冻技术，低剂量模式，图像和能谱三维重构技术的碰撞，为我们提供了更多的可能性，拓宽了材料类透射电镜的应用场景。