Für die Strukturbestimmung von Einzelpartikeln im Kryo-EM werden aufgereinigte Proteine im nativen Zustand eingefroren (vitrifiziert). Allerdings ist der Kontrast aufgrund der niedrigen Dichte von Proteinen sehr gering ausprägt.

Mit einer Negativfärbung kann zwar der Kontrast erhöht werden, jedoch ist die ungefärbte, native Strukturanalyse die Methode der Wahl.

Während der Aufreinigung von Makromolekülen kommt es zudem häufig zu einer Heterogenität der Probe durch Abbauprozesse und zu einer Destabilisierung der Proteinkomplexe durch in-vitro Pufferlösungen. Diese und weitere Komplikationen können eine hochauflösende 3D-Rekonstruktion stark beeinträchtigen.