相位板技术及其在生物电子显微学中应用的研究

相位板（phase plate）技术系在透射电镜物镜的后焦面处加入一块相位移器件，通过对样品出射波的相位调制，改变原有透射波与散射波的相位关系，变高分辨弱相位成像为强相位成像，在不影响图像分辨率的情况下，显著提高图像的衬度和信噪比。该技术对于电子散射能力低而辐射敏感性又极高的生物大分子的低温电镜高分辨成像及结构研究具有重要的理论意义和实用价值。目前该技术研究在国际上发展迅速，而在国内（除台湾外）尚属空白。本项目研究内容包括:1)在分析和借鉴目前世界上正在研制的几种相位板技术的基础上，研制我们自己的方便实用的静电型相位板;2）通过应用相位板技术对低衬度生物样品的高分辨率成像的实践，建立一套相位板电子显微成像操作技术；3）通过数值模拟与理论计算，试图实现在高分辨相位板成像技术中的衬度传递函数（CTF）的准确表征及其应用于蛋白质大分子三维结构解析中的修正方法。

相位板（phase plate）技术系在透射电镜物镜的后焦面处加入一块相位移器件，通过对样品出射波的相位调制，改变原有透射波与散射波的相位关系，变高分辨弱相位成像为强相位成像，在不影响图像分辨率的情况下，显著提高图像的衬度和信噪比。该技术对于电子散射能力低而辐射敏感性又极高的生物大分子的低温电镜高分辨成像及结构研究具有重要的理论意义和实用价值。目前该技术研究在国际上发展迅速，而在国内（除台湾外）尚属空白。本项目研究内容包括：1）在分析和借鉴目前世界上正在研制的几种相位板技术的基础上，自己研制可实用的相位板；2）通过应用相位板技术对低衬度生物样品的高分辨率成像的实践，建立一套相位板电子显微成像操作技术；3）研制可精确定位的相位板移动平台。. 经过三年的研究，我们的主要研究成果有：1）成功研制一台定位精度优于2um的二维自动位移控制平台；2）掌握了碳膜型相位板的制备技术，利用FIB聚焦离子束可非常精确的控制相位板碳膜孔径的尺寸；3）总结出一套相位板合轴方法和电子显微成像操作技术。