电镜用试剂

杨勇骥教授，1982年毕业于上海交通大学电子工程系。现任第二军医大学生物物理教研室暨电镜中心主任，生物物理学博士生导师。第二军医大学杨勇骥教授　　见证我国生物电镜30年的发展历程　　1982年上海交通大学毕业后，杨勇骥从事了3年的导弹研究工作。直到1985年，总后勤部第二军医大学装备了两台电镜，需要合适的操作和维护人员，组织上便安排他来做这项工作。在上个世纪八十、九十年代，电镜是科学研究领域最高端的仪器之一，所以能有机会从事这项工作，杨勇骥觉得非常的高兴和自豪。　　他接受了这项工作，并深深地喜欢上了生物电镜技术，然后一做就是30年。在这三十年里，杨勇骥见证了生物电镜技术发展的繁荣、没落、复苏，以及新生。　　&ldquo 从1985年到90年代初期，生命科学领域形态学研究的最高技术水平就是电镜，当时电镜的地位非常高，发文章只要配一张电镜的照片，基本上没有退稿的。那个时候，国内开电镜学术会议和现在的情形恰恰相反，当时是生物电镜唱主角。&rdquo 杨勇骥回忆道。　　然而随着蛋白质研究的兴起，电镜技术便失去了优势，因为当时电镜的分辨率、自动化程度等都无法满足蛋白质研究的需要。所以从九十年代初中期到2005年前后，国内外生物电镜的发展受到了巨大的冲击，几近消亡。许多做生物电镜的研究人员，都转行去做分子生物学研究；很多电镜实验室都被撤掉、有的电镜甚至被当作废铁卖掉。　　&ldquo 事实上，当时我也有机会转行去做分子生物学研究，但我太喜欢电镜了，所以就一直坚持了下来，目前国内一些优秀的生物电镜工作者的情况可能也与我一样。&rdquo 杨勇骥说道。　　其实，到2000年之后，随着纳米材料研究的兴起，电镜在生物领域的应用开始慢慢有了复苏的迹象，因为人们需要知道纳米材料的应用对于生物体、对于环境有没有影响，而只有电镜才能观察到纳米材料并进行相关的纳米材料生物效应研究。　　但是最大的推动力还是来自于2008年左右，电镜硬件技术的巨大进步，相较于之前最热门的蛋白质结构研究技术&mdash X射线晶体学技术有了很大的优势。目前的电镜技术，使得人们无需得到蛋白质的晶体，就能进行蛋白质结构的研究，并且可以达到近原子分辨率水平，这使得研究人员重新开始关注电镜这一技术。当前，电镜已成为生命科学研究领域发展最快的技术之一，国家在生物电镜研究领域的投资也很大，可以说生物电镜发展的第二个春天来了。　　忧虑国内生物电镜人才培养　　但是由于生物电镜发展经历了近十年的空白期，人才出现了断层，青黄不接。传统的电镜制样技术无法得到传承，特殊的样品制样技术近乎后继无人。这已经成为当前制约生物电镜发展的重要因素，是生物电镜发展急需解决的一个问题。　　因为电镜是非常复杂的仪器设备，它的应用不像光谱、色谱那样普遍，人才比较难培养。对此，杨勇骥也十分忧虑，多次提到要加快生物电镜人才的培养。　　一名优秀的生物电镜工作者是怎样炼成的　　如何才能成为一名优秀的电镜工作者呢?杨勇骥这样说道：&ldquo 首先你得喜欢这项工作。只有喜欢，你才会心甘情愿的投入时间和精力；才会去仔细琢磨，追求精益求精。&rdquo 　　&ldquo 另外，一名优秀的电镜工作者还要有为人民服务的思想，要舍得付出。因为电镜仪器价格昂贵，技术难度高，很多单位只有电镜室才有，所以绝大多数时间，我们都是为别人服务的。&rdquo 　　&ldquo 最后还要耐得住性子，因为生物电镜制样技术精细、枯燥、繁复、寂寞、失败率高，是最能体现出细节决定成败的技术之一。&rdquo 　　在杨勇骥的办公室里，你会发现他将自己拍的比较好的电镜照片作为装饰画。因为喜欢电镜，杨勇骥总是全身心的投入到这份工作当中，在电镜室里，一呆就是大半天，常常因为看电镜而把吃饭时间错过，一看就看到深夜。有时有些实验步骤恰好赶在了夜里需要完成，他就直接睡在办公室，定好闹钟，半夜起来接着做实验。　　在他从事电镜工作的前十五年时间里，杨勇骥甚至基本没有休过周末，没有休过寒暑假，每年大年初三准时上班。因为平时都要帮别人做实验，只有在假日里，他才有时间做自己的研究工作。　　&ldquo 现在的大环境，很不利于生物电镜工作者的成长&rdquo 　　对于目前生物电镜人才的成长环境，杨勇骥有着自己的担忧。他表示：&ldquo 现在的大环境急功近利，很不利于生物电镜工作者的成长。有些技术很快就可以上手，有的技术就是不行，尤其是电镜，没有几年甚至十几年的积累，要想成为一名优秀的电镜工作者几乎是不可能的。&rdquo 　　&ldquo 但是现在，电镜工作者不仅要帮助别人做实验，还要自己做研究、申请科研项目、发文章，否则考评过不了就面临下岗的窘境。目前国内年轻且优秀的生物电镜工作者几乎没有，但是上个世纪六十至九十年代却有很多，因为那个时候没有各种考评的压力，我们可以仔细的去琢磨、去研究，最细致的问题都能想到。&rdquo 　　杨勇骥介绍说：&ldquo 从1985年初开始从事电镜工作，一直到1991年，在这六七年的时间里，我没有发表过一篇文章，但是我做了很多的技术研究工作，积累了很多经验，所以到1992年我一年就发了10篇文章(也是为了提高级职称的缘故)。而且这几年时间里我所琢磨积累的经验，对我日后的电镜工作有着很大的帮助。&rdquo 　　&ldquo 但是现在，怎么可能六年不发文章，就是一年不发文章也不行。而生物电镜又是一个不出活的技术，因此现在的生物电镜工作者可以说蛮累的，累的原因就在于和大环境不相容，需要付出比别人更多的时间和精力。&rdquo 杨勇骥说道。　　&ldquo 在生物电镜领域，没有教授和技术员之分&rdquo 　　此外，大家对于生物电镜认识的误区，也影响着国内生物电镜人才的培养。杨勇骥谈道：&ldquo 目前，很多人都觉得样品制备工作应该是技术员做的事情。事实上，在生物电镜领域，没有教授和技术员之分，教授应该做的比技术员还好才对。国外生物电镜制样的大家，许多都是很有名的教授。&rdquo 　　&ldquo 看看目前国内生物电镜发展的比较好的几个单位，你会发现其实都是教授一直在致力于技术的研究，如浙江大学的洪健教授，他是1982年开始从事电镜工作，一直在制样技术的岗位上，还有北京大学的丁明孝教授、同济大学的祝建教授等。正是由于他们掌握了过硬的电镜制样技术，才能获得多项相关科研项目，并将所在的电镜室发展成为国内生命科学领域顶尖的电镜室。&rdquo 　　&ldquo 但是国内目前也有很多教授是不愿意做技术的，他们觉得只要申请到课题，技术工作由技术员来做就行了。而生物电镜技术十分繁复，需要一定的科学素养和科研精神才能有所收获，光靠技术人员很难有大的突破与进步，这也是国内很多单位生物电镜技术发展不起来的原因之一。&rdquo 杨勇骥说道。　　30年，对生物电镜的喜爱有增无减　　虽然从事生物电镜工作已经30年了，在这30年里，由于生物电镜技术的复杂性，杨勇骥投入了无数的时间和精力，遇到了不知道多少次挫折，经常辛辛苦苦做了半天，最后仍然以失败告终，然后接着重头再来。尽管如此，他对于这份工作的喜爱依旧有增无减，甚至专门挑最难做的工作来做。　　从2009年开始，杨勇骥就开始了利用冷冻技术及电镜技术进行原位蛋白的三维重构研究工作，虽然目前做原位蛋白的三维重构研究还有很多技术难点，如蛋白质的识别、结构和定位，另外还需要成熟的计算机技术。而且由于目前原位蛋白三维重构的分辨率比较低，制样技术繁复，国内外同类型的研究工作很少，在投稿时总是被拒。但是杨勇骥认为蛋白质的结构和功能与细胞膜、细胞器是密不可分的，因而蛋白质结构研究的最终方向还是细胞内的蛋白质原位研究，因而就一直坚持了下来。　　&ldquo 路虽然难走，但我还是喜欢这项工作。&rdquo 杨勇骥这样说道。　　采访编辑：秦丽娟　　附录：杨勇骥教授个人简历　　杨勇骥教授，男，1982年毕业于上海交通大学电子工程系，获工学士学位。现任第二军医大学生物物理教研室暨电镜中心主任。生物物理学博士生导师。　　兼任：中国电子显微镜学会副理事长；上海市显微学学会理事长；全国微束分析标准化技术委员会副主任委员；中国实验室国家认可委员纳米技术专门委员会委员；国家自然科学基金委员会一审专家；上海市科学技术评审专家；总后科学技术评审专家；教育部高等学校理工科教学指导委员会委员。　　科研概况：擅长电镜、激光扫描共聚焦显微镜技术、膜片钳技术、超低温快速冷冻技术。率先开展超低温快速冷冻固定、冷冻置换、EDX能谱分析、膜片钳与共聚焦显微镜实时同步等研究，是国内知名的生物电子显微镜专家。近年来以第一申请人获国家重大科学研究计划项目、国家支撑计划项目、多项国家自然科学基金、上海市重大纳米专项及军队科研项目等各类科学基金课题13项；获军队科技进步二等奖 3项；军队科技进步三等奖 1项；常熟市科技进步二等奖1项；中国分析测试协会科学技术奖一等奖1项；主编专著2部；在国内外发表论文近130篇；制定国家级标准4项。

日本电子推出透射电镜用最简单的制样设备 透射电镜的样品制备非常关键，但却非常麻烦，且需要很好的经验，对于一些例如含有软硬兼有成分的样品，几乎无法制备。针对这种情况，日本电子株式会社开发出了一步到位式离子制样仪EM-09010IS，它使用氩离子切割样品，实际上就是一台超小型的FIB。EM-09010IS的出现对于透射电镜的样品制备可以说是革命性的进步。从制备步骤来讲，只需将样品简单切薄，就可立即装入；从操作性上来讲，没有透射电镜样品制备经验的人也可以得到完美的薄区，从使用上来讲，对于软硬混合的样品，得心应手，还不会给脆性样品带来应力破坏；另外，由于切割角度可以随意调整，还可以为EBSD和AEM提供完美的样品制备；从运行成本来讲，EM-09010IS用的氩源比FIB用的镓源便宜的多。北京工业大学张泽院士领导的研究小组已经安装了一台该设备。目前EM-09010IS只提供给日本电子株式会社透射电镜的用户，详情请咨询日本电子株式会社各地办事处。

7月4日，清华大学-北京大学生命科学联合中心青山湖平台挂牌暨2022年暑期学校启动及水木未来冷冻电镜项目投用仪式在青山湖科技城举行。清华大学校长助理、清华大学-北京大学生命科学联合中心主任王宏伟，西湖大学校长助理王廷亮，北京大学生命科学学院副院长、教授高宁，清华大学生命科学学院副院长欧光朔，杭州城西科创大走廊党工委委员、管委会副主任施黄凯，临安区领导杨泽伟、陈立群、蔡萌、裘凯，以及临安区有关部门、清华大学、北京大学、浙江大学等高校师生参加活动。活动现场青山湖科技城是浙江建设科技强省和创新型省份的重大工程，也是杭州城西科创大走廊的重要一极。自成立之初起，青山湖科技城就高度重视科技创新，集聚了36家科研院所，拥有众多共享仪器设备和研发平台；近年来，更是聚焦高端装备制造、未来微电子、新材料等领域，打造成为城西科创大走廊“硬科技”创新策源地。水木未来冷冻电镜项目投用仪式在杭州市临安区政府推动下，水木未来“全球冷冻电镜与人工智能药物创新中心”设立于青山湖科技城，旨在建立全球最大的冷冻电镜平台和生物大分子高精度结构数据库，面向全球科研机构和创新药企提供服务和创新疗法共同开发；与清华大学和国内外顶级科研机构合作，提升基础科研水平，整合基础研究、技术开发和成果转化，打造全球化结构与AI药物创新发现基地。水木未来源自清华，是一家基于冷冻电镜和AI的精准创新药和疗法研发企业，拥有亚太区第一个商业化冷冻电镜服务平台，在小分子、抗体药、RNA药物、蛋白降解、基因治疗等领域，助力全球创新药企药物研发。经过一年的紧张筹备，水木未来“全球冷冻电镜与人工智能药物创新中心”在青山湖科技城投用。参观水木未来冷冻电镜实验室目前，6台300kV高配电镜已就位，结合自主研发的AI驱动的新一代电镜结构解析和建模软件平台、GraFuture™ 石墨烯载网冷冻制样技术，水木未来青山湖基地在推动冷冻电镜效率、分辨率和产业化方面，又向前迈出一大步。据青山湖科技城管委会相关负责人介绍，该项目的投用，将有力提升科技城乃至临安、城西科创大走廊的生物医药创新研发水平，并加快生物医疗领域产业集聚，助力城西科创大走廊打造生命健康产业创新策源地，以“结构+计算”助力加速全球创新药物发现。会议期间，与会人员参观了水木未来冷冻电镜项目实验室、青山湖科技城规划展览馆，并举行了政校深化合作座谈。笔者注：据了解，此次在青山湖科技城投用的水木未来冷冻电镜研发平台，规划了20台高规格300KV冷冻电镜，不久的未来还将引入用于原位高分辨解析的新型高端电镜。水木未来“全球冷冻电镜与人工智能药物创新中心”一期正在装机6台300KV新型高端冷冻电镜、2台200KV冷冻电镜，旨在建立全球最大的冷冻电镜平台和生物大分子高精度结构数据库，推动新一代AI精准化药物和疗法的源头创新。据悉，电镜平台综合实验室由上海音宁电子科技有限公司设计施工一体化建设。有关负责人透露，全球已有多家顶尖实验室表达合作意愿。