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Single Molecule Imaging with liquid phase electron microscopy

Chinese Journal of Chemistry 2023年第6期41卷 679-684页

作者： Jia-Ye Li De-Yi Zhang Sheng Mao Huan Wang College of Chemistry and Molecular Engineering Bejing National Laboratory for Molecular SciencesCenter for SpectroscopyBejing Key Laboratory of Polymer Chemistry&Physics of Ministry of EducationCenter for Soft Matter Science and EngineeringNational Biomedical Imaging CenterPeking UniversityBeijing 100871China Department of Mechanics and Engineering Sciences College of EngineeringPeking UniversityBejing 100871China

Few single-molecule experiments have enabled the direct imaging of functional biomacromolecules in real-time in their native liquid environments,resolving their conformational adaptations,transient interactions,and intermediate states.liquid phase electron microscopy(LP-EM),due to its unique combination of spatial and temporal resolution,has shown to be a promising tool.Recent experiments have enabled successful imaging of intact structures of organic molecules and biological systems with an ordinary electron microscope.Adapting image processing methods and quantitative data analysis from single particle experiments based on the optical microscope,quantifying motion and relaxation of these interacting molecules allows the experimental observations of pathways,to test theoretical predictions,and discovery of new mechanisms.Combining LP-EM with tomography,fluorescence,and mass spectroscopy allows for probing multi-dimensional structural and dynamic information.Challenges remain in obtaining high-quality data in large quantities,which can be improved by developing new liquid cell platforms and machine learning-based data analysis.

关键词： Single-molecule studies Direct Imaging liquid-phase electron microscopy Analytical methods Image analysis

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