赛格德大学引进诺贝尔奖级冷冻电镜技术，实现生物分子原子级分辨率成像

四台新型电子显微镜已正式落户赛格德大学研究中心，其中包括两台配备最先进冷冻电子显微镜（简称冷冻电镜）技术的设备。这一全新的仪器平台将使研究人员能够以前所未有的精度——达到原子分辨率——观察病毒、蛋白质、微生物、细胞以及各类纳米级材料的精细结构。

冷冻电子显微镜是过去十年间结构生物学领域最具突破性的技术之一，相关研究成果于2017年荣获诺贝尔化学奖。冷冻电镜平台使科学家得以在近乎天然的状态下研究生物分子，其样品状态与活体系统中的自然状态高度一致。

突破传统显微技术的极限
“在某个尺度以下，传统光学显微镜就无法捕捉精细细节了。而电子显微镜利用电子束而非可见光，使得观察更微小的结构成为可能——甚至是复杂的分子组装体，”实验室负责人彼得·贝尔特基解释道。

冷冻电子显微镜的卓越之处在于，样品会被急速冷却至接近零下196摄氏度（即零下320华氏度）。这种超快速冷冻能够有效阻止冰晶的形成，从而让生物分子得以保留其天然构象。

冻结生命的瞬间
“这就像冻结了生命中的一个瞬间，”研究人员解释道，“分子会保持在它们在自然界中发挥作用时的状态，让我们能够更准确地理解它们的行为。”这一能力在病毒研究中尤为宝贵，该方法能以极高的细节揭示病毒的结构，包括那些参与与宿主细胞结合的蛋白质。在新冠疫情期间，该技术也极大地促进了对新冠病毒的深入研究。

药物研发与疾病研究的强大工具
当研究人员能够以高分辨率可视化蛋白质等生物分子的三维结构时，他们就能更深入地理解其他分子——包括药物化合物——是如何与之相互作用的。

“许多药物的作用机制是与体内特定分子结合。如果我们知道该分子的确切结构，就可以研究潜在药物是否能形成相同的相互作用，”彼得·贝尔特基说道。

冷冻电子显微镜在神经退行性疾病的研究中也可能发挥关键作用。阿尔茨海默病和帕金森病等疾病与蛋白质聚集物或斑块的形成密切相关。通过以极高的细节捕捉这些结构，该方法有助于研究人员了解这些聚集物的形成方式及其对疾病进展的影响机制。

推动材料科学的发展
研究人员相信，赛格德大学的新电子显微镜不仅将对生物医学研究产生重大影响，也将为材料科学带来深刻变革。在纳米尺度上探索结构，有望加速新型电池、先进涂层以及具有独特性能的纳米颗粒的开发。这种级别的结构洞察至关重要，因为导电性、稳定性和反应活性等关键特性往往由纳米级结构所决定。因此，电子显微镜技术有助于开发更高效的储能系统、创新的传感器以及新一代工业材料。

一个研究中心，四台先进显微镜
赛格德研究中心将向科研人员提供四台电子显微镜。其中，两台新仪器——滕德拉和格拉斯奥斯2——是主要用于研究蛋白质等生物分子结构以及微生物和细胞的冷冻电子显微镜。在实际操作中，研究人员通常会先使用其中一台仪器评估样品质量，然后再使用另一台仪器采集构建三维分子模型所需的高分辨率数据。

新的仪器平台还配备了一台塔洛斯F200i透射电子显微镜和一台阿普雷奥2S扫描电子显微镜。这两台设备对于材料科学研究尤为宝贵，可用于从研究纳米颗粒、新型功能材料到分析先进电池结构等各个方面。

“纳米级结构存在于现代生活的方方面面——从电子设备和电池，到涂层，甚至防晒霜，”彼得·贝尔特基说道。“了解它们的结构是安全、有效地使用这些材料的关键。”

赛格德：未来区域研究中心的崛起
迄今为止，匈牙利尚未拥有低温电子显微镜设备，这意味着许多匈牙利研究人员不得不前往国外实验室开展此类研究。新中心的建立将彻底改变这一现状。未来几年，这里不仅将为赛格德本地的研究人员提供服务，更将成为全国性乃至国际性合作的重要枢纽。

除了加速科学发现之外，研究人员相信，新的仪器平台还将为产业合作创造新机遇，包括药物研发和材料科学等领域的项目。通过这种方式，该中心将助力赛格德确立为先进显微镜技术、高影响力研究和创新领域的卓越中心。