300千伏高端冷冻透射电镜Krios5落户福建农林大学。受访单位供图

近日，福建农林大学迎来亚洲首台、全球第四台300千伏高端冷冻透射电子显微镜Krios5（简称“Krios5”）的落地调试。这台先进设备不仅是能观察生命体内极小极复杂结构的“超级显微镜”，也是能为细胞拍摄高清写真的“超级相机”，更是能将生物分子瞬间状态“定格”在约-196°C极低温下的“时间胶囊”。

与Krios5一同安装的，还有一台冷冻聚焦离子束扫描电镜。这两台设备被分别命名为“鼓岭”与“马尾”，寓意“向山图强、向海图强”。它们的到来，标志着福建农林大学在高端科研平台建设上跻身国际前沿，将为农业领域关键技术攻关提供强大支撑。

超级显微镜

锁定生物分子天然结构

“观测前，生物样品会经快速冷冻技术处理，瞬间被固定在玻璃态冰中。Krios5的核心能力，是在整个成像过程中将生物样品始终维持在约-190°C的极低温状态。”福建农林大学教授谢国辉解释说，“这就像一个‘时间胶囊’，能牢牢锁定生物分子的天然结构。”

研究人员形象地描述：“Krios5就像一台能为生物大分子拍摄多角度高清写真的‘超级相机’，最厉害的是能看清0.12纳米的细节——这大约是一根头发丝直径的六十万分之一。”

此前，全球仅有3台同型号设备，均置于欧美顶尖机构。此次落户福州的Krios5不仅是亚洲首台，在成像保真度与数据采集效率上也显著提升。谢国辉透露，该设备的数据采集效率较上一代最高提升25%，能更快解析蛋白质、核酸等生物大分子的精细结构，揭示它们在生命活动中的工作机制。

未来，Krios5正式投入运行后，这双“微观之眼”将助力科学家深入探索植物抗病机制、作物养分高效吸收、海洋生物活性物质合成等农业领域的核心奥秘。

纳米级雕刻师

在冷冻细胞上精密切片

另一台冷冻聚焦离子束扫描电子显微镜，则相当于一位“纳米级雕刻师”。它可在约-190°C的低温下，用极细的离子束对冷冻生物样品进行精准切割，制备出厚度不足200纳米（比头发丝薄数万倍）的超薄切片，为Krios5的观测提供样本。

“简单说，这是一种为细胞制作‘纳米级冰冻切片’的超精密技术，目的是让我们能看到细胞内部最接近天然状态的三维结构。”谢国辉介绍，整个过程如同高级的“急冻保鲜”与“精密切割”：先将细胞瞬间冷冻，锁定其所有结构的原始工作状态；再用离子束刀进行纳米级精雕，切出足以让电子束穿透的极薄切片。这些切片经Krios5从不同角度拍摄后，可最终重构成细胞器、蛋白质机器等内部结构的原生三维图像。

“双镜”合璧

构建全尺度研究桥梁

“两台先进设备都像是能锁住-190°C分子的‘时间胶囊’，一台擅长拍摄，一台擅长切割。‘双镜’协同工作，能完成更复杂的研究任务。”谢国辉指出，二者的结合构建了从细胞到分子的全尺度研究桥梁，可精准解析蛋白质复合物与细胞器结构，为揭示生物抗逆机制、解析病原微生物致病原理，以及绿色农药、海洋药物研发等关键领域提供直接的技术支撑。

目前，在福建农林大学冷冻电镜中心，专业技术人员正与工程师紧密配合，进行精细校准与稳定性测试，两台设备即将正式投入运行。

据悉，冷冻电镜中心的建成与启用，是福建农林大学奋进国家“双一流”建设的关键举措，也是推动教育、科技、人才一体化发展，服务农业强国战略的具体行动。该中心将坚持“开放共享、专业高效”的原则，不仅服务校内科研，也将向全省及海峡两岸的相关高校与科研机构开放，集聚高水平人才开展协同攻关，成为连接基础研究与产业应用的桥梁，显著提升在农林生物技术、食品科学、海洋药物等领域的原始创新能力，并加速成果在生物育种、绿色农业、生物医药等产业的转化应用，为保障粮食安全、践行“大食物观”、推动乡村全面振兴提供坚实的科技支撑与创新引擎。（记者 梁凯鸿 通讯员 张伟）