新华社北京１０月４日电（记者王艳红）在生物体内，无数复杂分子不断地运动着，形成又拆解、结合又分离，通过这些过程来实现各种生理功能。如果能任意“抓拍”高清照片、看清某个分子在特定瞬间的模样，将使我们更深入地理解生命如何运作。

近几年来迅速窜红的低温冷冻电子显微术（Ｃｒｙｏ—ＥＭ）就是这样一种“抓拍”手段。２０１７年诺贝尔化学奖的三位获奖者对该技术的发展作出了关键贡献。

生物分子的功能很大程度上取决于它们的结构，不清楚一个分子的三维结构，就不能算是了解它。但是，用来观测的波长决定了可观测的尺度。可见光的波长比分子尺寸大很多，因此光学显微镜在这方面无用武之地，好比量腰围的软尺量不出头发丝的粗细。

过去约一百年来，对生物分子结构的研究主要依赖于Ｘ射线晶体学，即通过Ｘ射线在晶体里的衍射情况推断原子在空间里的排列，这项技术曾揭示了ＤＮＡ双螺旋等诸多重要结构。

Ｘ射线波长较短，成像可以达到很高的分辨率，但它只能分析晶体——分子必须在空间中整齐有序地排列，才能形成衍射图样。生物体内的很多大分子难以结晶，没法让它们“列队摆拍”；还有些分子虽然能结晶，但要先改头换面一下才行，拍不到它们的“工作照”，而科学家感兴趣的正是分子在生物体内溶液中活跃运作的样子。

于是，人们把目光转向了另一种高精度观察工具——电子显微镜。

电子显微镜利用原子对电子的散射来揭示物质结构，电子能量越高、速度越快，“尺子”的刻度越精细。但电子束会破坏生物细胞和分子，而生物材料在电子显微镜下的成像能力差，即使用最强力的电子束透射，图像对比度也很低。这就需要在样本制备和操作上想办法，尽量减少电子束带来的破坏、增强对比度。

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