新華社北京１０月４日電（記者王艷紅）在生物體內(nèi)，無數(shù)復(fù)雜分子不斷地運(yùn)動著,，形成又拆解,、結(jié)合又分離，通過這些過程來實現(xiàn)各種生理功能,。如果能任意“抓拍”高清照片,、看清某個分子在特定瞬間的模樣，將使我們更深入地理解生命如何運(yùn)作,。

近幾年來迅速竄紅的低溫冷凍電子顯微術(shù)（Ｃｒｙｏ—ＥＭ）就是這樣一種“抓拍”手段,。２０１７年諾貝爾化學(xué)獎的三位獲獎?wù)邔υ摷夹g(shù)的發(fā)展作出了關(guān)鍵貢獻(xiàn)。

生物分子的功能很大程度上取決于它們的結(jié)構(gòu),，不清楚一個分子的三維結(jié)構(gòu),，就不能算是了解它。但是,，用來觀測的波長決定了可觀測的尺度,。可見光的波長比分子尺寸大很多,，因此光學(xué)顯微鏡在這方面無用武之地,，好比量腰圍的軟尺量不出頭發(fā)絲的粗細(xì)。

過去約一百年來,，對生物分子結(jié)構(gòu)的研究主要依賴于Ｘ射線晶體學(xué),，即通過Ｘ射線在晶體里的衍射情況推斷原子在空間里的排列，這項技術(shù)曾揭示了ＤＮＡ雙螺旋等諸多重要結(jié)構(gòu),。

Ｘ射線波長較短,，成像可以達(dá)到很高的分辨率，但它只能分析晶體——分子必須在空間中整齊有序地排列,，才能形成衍射圖樣,。生物體內(nèi)的很多大分子難以結(jié)晶，沒法讓它們“列隊擺拍”,；還有些分子雖然能結(jié)晶,，但要先改頭換面一下才行，拍不到它們的“工作照”,，而科學(xué)家感興趣的正是分子在生物體內(nèi)溶液中活躍運(yùn)作的樣子,。

于是，人們把目光轉(zhuǎn)向了另一種高精度觀察工具——電子顯微鏡,。

電子顯微鏡利用原子對電子的散射來揭示物質(zhì)結(jié)構(gòu),，電子能量越高,、速度越快，“尺子”的刻度越精細(xì),。但電子束會破壞生物細(xì)胞和分子,，而生物材料在電子顯微鏡下的成像能力差，即使用最強(qiáng)力的電子束透射,，圖像對比度也很低,。這就需要在樣本制備和操作上想辦法，盡量減少電子束帶來的破壞,、增強(qiáng)對比度,。