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关于举办球差电镜Spectra 300三维重构数据处理培训的通知

各位电镜中心用户:

兰州大学电镜中心新购置Spectra 300球差电镜,球差矫正透射电子显微镜是目前科学界唯一一种可以在亚原子尺度(60 pm)探测物质形貌、化学成份、元素分布和单原子电子结构信息的科学仪器,实现了包括最小的氢元素在内的任何元素单个原子的直接观察和同步元素鉴别。但是,同大多数的显微镜一样,球差矫正TEM得到的也都是平面图像。换言之,我们所看到的TEM照片都是三维结构在二维平面上的投影。这种情况下,样品结构在成像过程中的投影会发生重叠。一方面,重叠的图像可能会造成观察中“假象”;另一方面,观察维度的限制导致我们无法通过普通的TEM图像获取样品在厚度方向上(z方向)的信息。为了克服这一局限,研究者建立了一类方法,可以从二维的平面图像出发,以得到三维的立体图像。这种方法可以还原所观察对象的三维结构,因此称为“三维重构 (3D reconstruction)”。目前三维重构技术已经发展的比较成熟。

三维重构的基本原理基于“中央截面定量 (The Central Section Theorem)”:三维物体沿电子束方向投影的傅立叶变换是该物体所对应的傅立叶空间中通过中心且垂直于投影方向的一个截面。基于这一理论,当我们有足够数量的、来自不同方向的投影时,就可以通过数学运算得到原始的三维结构。目前主要有三种实现TEM三维重构的方法:“单颗粒分析”(single particle analysis, SPA)、“电子晶体学”(electron crystallography, EC) 以及“电子断层扫描”(Electron Tomography, ET)。单颗粒分析目前主要是和冷冻透射电子显微镜 (cryo-TEM) 配合,用于分析生物样品,如蛋白质、病毒等。由于很多生物分子的功能实际上是取决于自身的空间结构(如蛋白质的第四级结构),所以得到高分辨率的三维结构信息可以在很大程度上帮助我们了解其作用机理。电子晶体学主要针对具有二维结晶结构的生物样品,如膜蛋白分子等,通过结合电子衍射和明场照片得到三维结构。电子断层扫描是通过倾转样品,得到一系列不同角度的二维照片,进而得到其三维结构。前两种方法对样品有特殊的要求,第三种方法的适用性更广一些。本次培训将主要针对“电子断层扫描”TEM数据,利用先进的Inspect 3D 软件进行容积重建的电子断层扫描,Avizo软件进行三维可视化及分析应用。


       为了让老师和同学们能够尽快熟练掌握三维重构技术和相关数据处理软件,中心决定举办三维重构专题培训。现将有关事项通知如下:

一、培训时间

2021083号周五 900-1800

二、培训地点

兰州大学本部校区逸夫生物楼负一层电镜中心图像球差室

本次会议同步进行线上会议培训,腾讯会议 ID389 974 222

三、培训对象

欢迎电镜中心所有用户报名参加。如有疑问,请联系张宏老师(18100930028)。

 

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