在影视作品中，冰系魔法师们往往能瞬间冰封万物，这种极具冲击力的画面令人印象深刻，如此将物质在极低温下冻结的设定，虽充满艺术想象，却与现实生活中科学家们使用的冷冻电镜技术（Cryo-Electron Microscopy, Cryo-EM）在核心理念方面存在微妙的联系 ——二者都以低温为媒介，定格物质最本真的状态。冷冻电镜单颗粒法正是这一理念的精妙延伸，它凭借独特的技术优势，能捕捉生物分子在近自然状态下的精细结构，为破解生命活动的分子机制提供强大助力。而在这一领域，青云瑞晶凭借专业技术与卓越服务，让冷冻电镜单颗粒的威力充分释放，在众多重要蛋白的结构解析中留下了深刻印记。
一、冷冻电镜单颗粒法：突破传统技术的桎梏
传统的结构生物学研究方法，如X射线晶体衍射，在解析蛋白结构时往往面临诸多限制。对于许多膜蛋白而言，由于其膜内区域具有广泛的疏水表面，从膜上解离下来后在极性的水溶液中难以稳定存在，很难通过常规的结晶方法获得其结构信息。而冷冻电镜单颗粒技术的出现，彻底改变了这一局面。
冷冻电镜单颗粒法无需让蛋白形成晶体，而是通过快速冷冻技术，将蛋白分子“锁”在无定形的冰层中，使其保持自然的构象。然后，利用电子显微镜对这些分散的蛋白颗粒进行成像，再通过复杂的计算和分析，重构出蛋白的三维结构。这种方法为解析那些难以结晶或在溶液中不稳定的蛋白结构开辟了新的途径，成为结构生物学研究中不可或缺的重要手段。
二、青云瑞晶：冷冻电镜单颗粒法的践行者与推动者
青云瑞晶在冷冻电镜单颗粒领域深耕细作，凭借专业的团队、先进的设备和高效的服务流程，为众多科研项目提供了有力的支持。无论是在技术创新还是在实际应用中，都展现出了卓越的实力。
1、硬件平台上：多设备协同工作
青云瑞晶配备了多台不同型号的尖端冷冻电镜设备，包括200kV及300kV冷冻电镜。这些设备各有优势，200kV电镜在高通量筛选中表现出色，能够快速判断样本质量；300kV电镜则凭借更高的加速电压，可穿透较厚的冰层，减少电子散射带来的图像模糊，适合解析分子量较小或结构复杂的蛋白，为冷冻电镜单颗粒技术的应用提供了坚实的硬件基础。多设备协同工作，能够满足不同研究阶段的需求，为科研工作的顺利开展提供了保障。
2、服务上：一站式定制化服务流程
从蛋白表达纯化到三维结构交付，每个环节都有专业的人员进行把控，充分发挥冷冻电镜单颗粒技术的优势。青云瑞晶团队成员涵盖生物化学、电子显微学、计算生物学等多个领域，能够为客户提供全方位的技术支持。而且，其服务效率极高，最快可在一个月内完成项目，大大缩短了科研周期。同时，青云瑞晶注重性价比的平衡，以合理的价格提供全面的服务，让更多的科研团队能够利用冷冻电镜单颗粒技术开展研究。
三、G蛋白偶联受体 (GPCR)-GCGR结构解析：冷冻电镜单颗粒的成功实践
G蛋白偶联受体（GPCR）是一类重要的膜蛋白，在细胞信号传导中发挥着关键作用。人胰高血糖素受体（GCGR）作为B类GPCR家族的成员，对葡萄糖的平衡至关重要，有望成为糖尿病和肥胖症治疗的潜在药物靶点。然而，由于其特殊的结构和性质，采用传统方法解析其结构面临巨大挑战。2020年，在 Science上发表的关于GPCR-GCGR蛋白的结构信息，其解析工作便是由青云瑞晶的技术人员借助冷冻电镜单颗粒技术完成，这充分彰显了冷冻电镜单颗粒在解析此类蛋白结构中的独特优势，也体现了青云瑞晶在该领域的专业能力。
1、背景介绍
GCGR 属于膜蛋白，其膜内区域的疏水表面使其在水溶液中难以稳定存在，常规的结晶方法根本无法应用。为了深入研究GCGR与G蛋白相互作用的分子机制，科研人员寄希望于冷冻电镜单颗粒法，解析GCGR与其同源配体胰高血糖素和异源三聚体Gs或Gi1蛋白的结构。
2、实验过程与结果
在蛋白表达阶段，GCGR的表达量极低，这给后续的纯化实验带来了很大困难。为了获得合适的可用于进一步实验的蛋白复合物，青云瑞晶的技术人员不断对载体和表达系统进行调整摸索。并且在蛋白表达过程中加入单克隆片段，以增加复合物的稳定性。经过不懈努力，终于获得了足够量且稳定的蛋白复合物，为后续冷冻电镜单颗粒技术的应用奠定了基础。
冷冻制样是冷冻电镜单颗粒实验中的关键环节，直接影响到后续成像和结构解析的质量。在初始的蛋白制样阶段，遇到了不少问题。蛋白样品大多停留在载网支持膜上，而非支持膜孔的冰层中，这不利于对蛋白颗粒进行观察和成像。而且蛋白样品还存在较严重的取向优势，这会导致获取的结构信息不完整。
面对这些问题，青云瑞晶的技术人员没有退缩。他们通过改变蛋白样品的浓度，更换载网类型，最终成功使样品大量进入支持膜孔的冰层中。对于蛋白颗粒的优势取向问题，技术人员通过增加冷冻冰层的厚度，在载网上铺设碳膜等方法，平均了不同取向的颗粒数，使这一问题得到了有效改善，为冷冻电镜单颗粒技术的数据采集做好了准备。
在数据处理和三维重构阶段，青云瑞晶凭借强大的计算资源和专业的数据分析团队，基于冷冻电镜单颗粒技术，对海量的图像数据进行了深入处理和分析。最终，成功得到了glucagon-GCGR–G蛋白复合物的结构信息，为研究GCGR与G蛋白相互作用的分子机制提供了重要的结构基础。
随着技术的不断发展，冷冻电镜单颗粒在结构生物学研究中的应用前景将更加广阔。它不仅能够帮助我们解析更多重要蛋白的结构，深入理解生命活动的分子机制，还将在药物研发、疾病治疗等领域发挥重要作用。青云瑞晶作为冷冻电镜单颗粒领域的重要力量，将继续致力于技术创新和服务优化，为科研工作者提供更优质、更高效的服务。
