冷冻电镜，是用于扫描电镜的超低温冷冻制样及传输技术，将样品冷却到液氮温度，用于观测蛋白、生物切片等对温度敏感的样品，通过对样品的冷冻，可以降低电子束对样品的损伤，减小样品的形变，从而得到更加真实的样品形貌。冷冻电镜具有较好的稳定性和重复性并且操作简便，管理方便的特点，通过对样品的冷冻，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。
冷冻电镜使用的原理是将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。
冷冻电镜的一种应用是冷冻电镜单颗粒技术，可实现单颗粒分析、电子断层成像和电子晶体学等方面的研究。
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