让音乐在城市流淌(现场评论·新春走基层)

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从长远视角审视,展望未来,冷冻电镜将朝着“更快、更真、更普及”的方向加速演进。在速度上,科研人员正努力将时间分辨能力从毫秒推进至微秒甚至纳秒级,以捕捉蛋白质折叠等超快生化反应;在精度上,分辨率将冲击0.1纳米,以清晰分辨单个原子的运动轨迹;在应用层面,可快速解析新发病毒结构,加快药物研发,还能指导纳米材料等创新研究。更值得期待的是,随着设备小型化、自动化和成本下降,桌面级冷冻电镜有望进入普通实验室、基层医院、学校课堂。到那时,冷冻电镜将会像常规显微镜一样,让更多人有机会看到精彩的微观世界,揭开更多生命的奥秘。

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在这一背景下,细胞的微观世界有着复杂的运行规律。长期以来,人们很难看清其真实面貌。显微镜技术的发展进步,助力微观世界探索不断向纵深处发展。普通光学显微镜受可见光波长限制,分辨率只能达到约0.2微米,远不足以分辨蛋白质等纳米尺度的分子结构;传统电子显微镜虽然分辨率更高,却需要在真空环境中操作,样本必须脱水、染色并固定,导致生物分子失去天然构象,甚至被电子束灼烧破坏。1974年冷冻电镜技术的问世,带来了一场新的革命。

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