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冷冻电镜是个啥,它到底有多牛?什么原理?

2022-09-09 22:51:38维修常识1

冷冻电镜

冷冻电镜,是用于扫描电镜的超低温冷冻制样及传输技术(Cryo-SEM),可实现直接观察液体、半液体及对电子束敏感的样品,如生物、高分子材料等。

中文名

冷冻电镜

应用领域

扫描电镜的超低温冷冻制样及传输技术(Cryo-SEM)

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课题研究

电镜观察

样品经过超低温冷冻、断裂、镀膜制样(喷金/喷碳)等处理后,通过冷冻传输系统放入电镜内的冷台(温度可至-185℃)即可进行观察。其中,快速冷冻技术可使水在低温状态下呈玻璃态,减少冰晶的产生,从而不影响样品本身结构,冷冻传输系统保证在低温状态下对样品进行电镜观察。[1]

课题研究

中国科学技术大学教授毕国强、刘北明与美国加州大学洛杉矶分校教授周正洪组成课题组,利用冷冻电镜技术对完整突触进行了系统性定量分析。美国神经科学学会会刊《神经科学》日前以封面形式对此进行了报道[2] 。

课题组利用冷冻电镜技术,结合自主研发的冷冻光电关联显微成像技术,实现了对中枢神经系统中两类最主要突触——兴奋、抑制性突触的精确区分以及结构特征的定量化分析。他们将大鼠的海马神经元培养在冷冻电镜的特型载网上,快速冷冻并直接成像,获得了一系列完整突触在近生理状态下的三维结构。结合定量分析手段,了解了抑制性突触的均匀薄片状突触后致密区结构,获得了突触在分子水平的精细组织架构,实现了在突触原位直接观察单个神经递质受体蛋白复合物及其与支架蛋白的相互作用。

科学家提出的人体冷冻技术,真的可以延长寿命吗?

58岁的杜女士,花75万元将头部储存在-196℃的液氮中,计划2065年复活。家人看着眼前一幕,为她捏了一把汗,既担心又好奇,不知道将来会发生什么不可思议的事情。

任何生命都有尽头,即使家财万贯,也不会允许生命重来一次,这也是大自然的规律,每个人都要走过这一步。如今科技发达,很多人在追求永生的技术,比如说人体冷冻术,就有人冒险尝试,将自己冷冻起来,希望等到若干年以后,科学技术发达的那一天再复活。

杜女士是国内首位人体冷冻技术的实践者,花70万将头部冷冻起来,计划在2065年复活在国外,早已有人做过人体冷冻技术的实验,那就是詹姆斯·贝德福德,是一位成功的商人。到了晚年,找来科学家,决定尝试人体冷冻技术,达到一定的年限以后,希望自己能苏醒过来。

在我们国内,也有一位冷冻人,她从小在四川长大。虽然是一个女孩,但父母并没有娇生惯养,10岁的时候就开始锻炼,让她独立生活。

杜女士的家境优越,父亲在当地包了山头,经营着大农场,母亲是学校的老师。受到母亲的影响,从小就对文学产生了浓厚的兴趣,生活当中各种课外书籍是她最好的朋友。

由于父亲的农场经营不善,家里出现变故,杜虹初中毕业以后,选择了上中专,这样就可以早点工作,减轻家里的负担。

在平时的文学积累下,杜女士在工作之余还会选择,向杂志社投稿,赚到了生活费。朋友建议,有这么好的基础,应该继续去大学深造,1997年的时候,杜虹考上了重庆师院,本科毕业以后留校任教。

杜女士退休以后,因为某些因素的影响,不得以想尝试冷冻术。

便对自己的女儿说道:“以后如果我有什么意外情况,那就把我冷冻起来吧。”

本来是一句开玩笑的话,没想到女儿就当了真,她和丈夫去各个科研机构,打听人体冷冻的相关技术。

咨询了相关的专家,当时出了两套方案,一种是将身体放进-196℃的液氮罐中储存,让细胞暂时停止工作,这种方式的难度较大,但成功的几率相对要高一些,需要花费200万元的费用。

另一种方案是只将头部冷冻,费用是75万元左右。

一家人商量之后,女儿给杜虹选择了第二种方案,说不定会出现奇迹。

女儿的家庭并不富裕,75万元的费用并不是小数目,为了筹集这笔手术费,只能把北京的一套房子卖掉,去外面租房住。

2015年,杜虹安祥地走了。

经过相关的准备,技术人员第一时间将杜虹的遗体推进无菌实验室,头部实施冷冻,整个过程比较漫长,将近花了10个小时的时间,医生和工作人员累得满头大汗。

之后整个遗体被送到洛杉矶的一处实验室,身体部分用来研究,如果条件允许,预计在2065年,有可能利用先进的医学技术,杜虹可以苏醒复活。

这么多年过去了,杜虹的大脑还保存在冰冷的液氮中,完全没有任何变化。到了2065年,这颗大脑是否能复苏,还是未知数。

人体冷冻技术的起源说起人体冷冻技术,也就是通过技术手段,把人体冷冻起来,希望在未来通过先进的技术手段再次复活。

在人体冷冻技术还没有发现之前,科学家已经对动物实施过冷冻技术,并得以实现复活。

国外科学家拿活鱼做实验,将河里的鱼捉出来,分成几组,放进不同的冷冻的环境下,存放的时间也不同。

若干天之后,所有的鱼都冻得僵硬,似乎停止了呼吸。实验人员将这些鱼又放进水里,接下来却发生了神奇的一幕,大部分鱼失去知觉,没有复活,但有一小部分鱼的身体被解冻以后,慢慢开始在水里游动,恢复了生机。

通过这项研究发现,鱼虽然被冷冻一段时间,体内的细胞被破坏,但是鱼在变温环境下生活,对温度变化有很强的适应能力,冷冻的时间有长有短,温度也不一样。

有的鱼即使冷冻失去知觉,放在水里解冻以后,受损的细胞得以修复和替换,就可以实现重生。

后来,人体冷冻教父罗伯特·埃廷格,组建专家团队,尝试对人类进行冷冻实验。并且著作了《永生不死的前景》这本书,书中用大量事例证明人体冷冻复活的可能性。

书中指出,自然界中有很多动物和植物,冬天的时候将身体冻起来,到了春天温度升高又可以复活,人类也可以按照这种方式实现重生。

这本书问世以后,受到很多人的追捧,一些富豪不惜花费重金,愿意当小白鼠,实现长生不老的愿望,其中就包括亿万富豪克劳林。

人体冷冻技术是如何实施的接受人体冷冻术,当事人最好是合法死亡的状态,但并非真正意义上的死亡,心脏可以停止跳动,但必须保证脑细胞还可以工作,否则也就失去了实施这项技术的意义。

曾经就有科学家做过实验,将狗和白鼠冷冻以后,放进-196℃的环境中,过了几个小时以后,通过技术手段,得以让它们复活。

加拿大一位3岁的女婴,征得监护人的同意后,科研人员将她的大脑速冻,经历3天时间,解冻以后恢复了正常的意识。

进行冷冻手术之前,工作人员会评估当事人的身体状况,再对身体进行清洗,防止发生细菌感染。

接着会将血液输入体内,给大脑足够的氧气,保证脑细胞的活力。身体被冻块包裹,还会注入防止血液凝固的物质,接下来还不能将身体放进极度寒冷的液氮中。

进入液氮罐之前,还要给大脑细胞进行玻璃化处理,用类似防冻剂的甘油基化合物在体内过滤一遍,防止低温环境下,细胞结冰发生膨胀破裂。

经过处理以后,细胞完全处于悬浮的状态,再放进低温的液氮中就不会发生冻结破裂。

实施玻璃化的流程时,温度也会慢慢下降,从开始的-52℃开始,一直到-130℃,才算完成玻璃化,下一步才可以将身体按头朝下的位置放进-196℃的液氮罐中。

实施人体冷冻技术,真的可以延长生命吗一个身体健康的人,不会实施冷冻术,这项技术还存在较大的风险。动物想要冷冻复活,对时间和温度有很高的要求,更何况是人类这种庞大的生物体。

很早之前,贝德福德就实施过人体冷冻术,过了十多年以后,贝德福德的子女发现他的身体并没有什么变化,觉得几十年之后想要复活,简直就是天方夜谭,只能停止支付冷冻费用。

细胞存活都有一定的寿命,短暂冷冻休眠,解冻以后可以自行修复,但是长时间冷冻,跨度长达几十年,即使医学发达,那个时候想要复活,还要打上大大的一个问号。

只能说人体冷冻技术只是一种噱头,并不成熟,成为某些教授、所谓的“科学家”敛财的一种手段。而那些富人,为了实现重生,甘愿花费巨资去做实验。

写在最后以目前的技术来说,人体冷冻技术并没有被广泛使用,可能还需要人们不断去探索,等到真正可以实现的那一天,才会给人类造福。不过话又说回来,如果人体冷冻技术真的可以延长生命,永生也并不见得就是一件好事。

对于科学家提出的人体冷冻技术,真的可以延长寿命吗之话题,我个人的观点认为,人体冷冻技术目前仍处在探索阶段之中,相关理论所形成的多种人体冷冻技术并不成熟,还有待深入探索和完善,假如一旦能研发成功,这也许可以达成人体延长寿命之目的。为什么会这样说呢?因为:

人体冷冻技术的关健点是如何能植入人体的冬眠基因,相关科学家在理论上提出:可在冬眠动物的基因中提取出冬眠基因,先移植到灵长类动物之中做相关冻体复活实验,一旦获得成功,再将拥有植入冬眠基因之灵长类动物的基因,移植到人体之中,使人体获得冬眠基因后再做短暂时间的冻体复活实验和渐进时间的冻体复活实验。这是一项巨大的科学工程,由不得马虎了事,每个环节都要细致入微和做好相关数据记录,形成该项技术各环节的操纵程序。一旦人体冬眠基因植入能获得成功,就能为人体的冷冻复活技术发展创造了研发条件的可能性,也许最终会获得成功,能可以展现达成人体延长寿命之愿望的目的。

不过,假如这种方式一旦实现,表面上看,其冻体之冬眠时间,即是延长了其寿命的生存时间,如果是30年后复活的话,其人体只能还剩下余生的常态寿命时间,也就是说,以人体生存寿命70岁为例,中间用了30年的冻体休眠时间,复活后常态生存的70岁十30年休眠时间等于100岁,的确是延长了30年。但实际上那30年的冰体休眠时间是无意识之空白的情况,是一种失意识之相对静态生理的表现,其实质常态的寿命时间仍然是70年不变。此外,如果人体采用这种方式来延长寿命时间的话,如30年或以上休眠时间的冻体复活,一方面,会带来年代差的跨越现象;二方面,会带来自己的后代比自己还要老、年龄比自己还要大之代反差的生态现象;三方面,会带来社会已发展方面的极度不适应现象;四方面,会带来知识断层,无知和像个傻子的必然现象。

由此可见,科学家所提出的人体冷冻技术之研究方向,表面上看是一种可以达成人体延长寿命的手段,但实际上是无法能改变人体常态生存的寿命时间,况且,还会留下诸多不良的“后遗症”。因此,对于这方面探索和研究来延长人体之寿命时间的方向,我是持不支持和保留的态度。

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