开发背景

用普通的电子显微镜观察时，由电子束引起的损坏和高真空状态对生物样品的影响很大。为了观察分子和病毒颗粒的结构，进行了一些改进，例如阴性染色。然而，当将正常生物样品置于电子显微镜下时，由于脱水而导致的结构塌陷（在抽空时除去水将在抽空时除去水）是不可忽略的。

尽管冻结水本身的想法已经存在很长时间了，但问题是当水变成冰时，样品会因结晶而被破坏。因此，需要用于制造不具有晶体结构的非晶冰的技术。

在1980年代初期，几个研究固态物理学的小组尝试通过不同的方法（例如高压冷冻或速冻）生产非晶态冰。欧洲分子生物学实验室的杰克Duboshe LED组，1984年的一篇文章中，嵌入在无定形水层腺病毒张贴的图像。这篇论文通常被认为是低温电子显微镜的起源，并且已经被开发用于全世界许多实验室的日常使用。

透射电子显微镜中通常使用的电子能量（80-300 kV）足以破坏分子中的共价键。为了解决这个问题，有必要开发一种高灵敏度的传感器，该传感器可以至少检测曝光时的电子剂量，并且需要软件来处理由于低曝光而产生的许多噪点图像以产生清晰的图像。有。2012年，引入了直接电子检测器和有效处理由其获取的图像的计算算法，极大地改善了这些问题。