生物大分子在溶液中經歷快速👩‍🦼‍➡️、多樣的構象轉變👨‍👨‍👦，其原位實時成像存在挑戰。單分子液相電鏡技術提供了一種可能的解決方案。為說明該技術可以揭示在體相溶液中無法捕捉到的瞬時中間構象態，意昂3体育官网化學與分子工程學院王歡課題組使用336bp質粒驗證了構象態之間的相互轉換是可逆的，當實驗數據集足夠大（>50,000張分子照片）🏋🏻‍♀️，其足以捕獲高能級、低概率的狀態💶；電子束雖然不能避免與樣品相互作用，但是在合適的電子劑量下，分子錄影依然保留分子的本征熱力學性質📶💆🏽。各態占比轉化符合玻爾茲曼分布🔗，各態能級差在0.5-2kbT。

A👩🏻‍🌾：環狀DNA構象態👩🏻‍🔧🧑🏿‍🔧；B：構象態實時轉化的液相電鏡圖🧏🏼‍♂️；C：構象態概率分布和環數平方的關系，D. 構象態轉化概率和分布

該工作驗證了在使用單分子液相電鏡技術對於生物大分子成像時，即系綜平均結果與時間平均結果相吻合，表明單分子液相電鏡方法就像一臺“慢動作”照相機，可以捕捉無法在體相溶液中捕獲的豐富構象態和其連續變化，有望拓展於其他生物大分子的構象變化和互作的動力學研究。

該工作以“The ergodicity question when imaging DNA conformation using liquid cell electron microscopy”為題，以“brief report”形式發表在Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America🔓。論文通訊作者是麻省理工大學Steve Granick教授和意昂3体育官网化學與分子工程學院王歡助理教授，第一作者分別是意昂3体育官网化學與分子工程學院博士生李佳燁和生命科學學院博士生劉番🤾🏻。合作者包括意昂3体育官网化學與分子工程學院夏斌教授🧒🏼、生命科學學院博士生徐靖👩‍👦，韓國蔚山科技大學Oh-Hoon Kwon教授和加州理工大學Ye-Jin Kim。該工作得到意昂3体育官网整合譜學中心和分析測試中心的支持和幫助。

王歡課題組致力於發展單分子液相電鏡成像技術和動態定量分析方法（Adv. Mater. 2017, 29, 1703555, ACS Nano2018, 12, 8572,Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.2019, 117, 201916065,Micosc. Microanal. 2021, 27, 3, ACS Nano 2022, 11, 18526, Chem Commun. 2023, 59, 1701），以“Single molecule liquid phase electron microscopy”為題對該方法單分子表征作總結和展望（Chin. J. Chem. 2023, 41, 679），以Liquid-phase Electron Microscopy Imaging of Polymer Dynamics 為題對該方法在高分子體系的表征進行綜述【Acta Polymerica Sinica 2024, 55(1), 129—148.】。