然而,生物化學的研究之路卻困難重重,有很多研究至今都只是空白,因為少有有效的成像技術(shù)能適用于生物學中分子級別的機制。
不過,冷凍電子顯微鏡技術(shù)將帶來改變。得益于此,研究者現(xiàn)在能夠?qū)⒁苿又械纳锓肿永鋬銎饋?,然后利用冷凍電子顯微鏡進行成像,將那些我們之前都不能觀測到的過程呈現(xiàn)在我們眼前。這樣的技術(shù)將十分有利于我們對生命科學化學領(lǐng)域的理解以及藥物的研究。

電子顯微鏡技術(shù)面世已久,適用于“無生命”的樣品,而因其會發(fā)射出破壞性的電子束,并不能適用于生物材料和生物分子的研究。然而在 1990 年,Richard Henderson 使用電子顯微鏡成功取得了蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)原子級分辨率成像,這樣的進展也證明了電子顯微技術(shù)的潛力。

1975 年—1986 年 Joachim Frank發(fā)明出一種圖像處理方法,利用電子顯微鏡可以將模糊的二維圖像分析出來并以三維結(jié)構(gòu)形式呈現(xiàn)出來。
Jacques Dubochet 讓使用電子顯微鏡觀測含水樣本成為可能。一般來說,電子顯微鏡需要在真空環(huán)境下工作,樣本中的水分需要被蒸發(fā),從而破壞樣品中的生物分子。因此在 20 世紀 80 年代,Dubochet 成功將水溶液環(huán)境迅速冷卻轉(zhuǎn)變?yōu)椴AB(tài),將周圍的生物分子凍結(jié),使生物分子能保持其天然結(jié)構(gòu)狀態(tài),以便于顯微鏡觀察。

根據(jù)上面的發(fā)現(xiàn),電子顯微鏡上的每個部件都已經(jīng)優(yōu)化。2013 年,可以在原子水平上解析生物分子的三維結(jié)構(gòu)了。近年,利用冷凍電鏡技術(shù),我們經(jīng)常在一些文獻上看到蛋白質(zhì)分子以及 Zika 病毒表面的圖像。生物化學正面臨爆炸性發(fā)展,這一切是多么令人興奮的未來。