在做原子力顯微鏡AFM測(cè)試時(shí)，科學(xué)指南針檢測(cè)平臺(tái)工作人員在與很多同學(xué)溝通中了解到，好多同學(xué)對(duì)AFM測(cè)試不太了解，針對(duì)此，科學(xué)指南針檢測(cè)平臺(tái)團(tuán)隊(duì)組織相關(guān)同事對(duì)網(wǎng)上海量知識(shí)進(jìn)行整理，希望可以幫助到科研圈的伙伴們；

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由于AFM的高分辨率，并且可以在生理?xiàng)l件下進(jìn)行操作和觀察，AFM在生物學(xué)中的應(yīng)用越來(lái)越得到重視。利用AFM可以對(duì)胞以及細(xì)胞膜進(jìn)行觀察。最先用AFM進(jìn)行成像的細(xì)胞是干燥于蓋玻片表面的固定的紅細(xì)胞。在AFM成像中，掃描區(qū)域可變動(dòng)于10um和1nm之間，甚至更小。因而它能夠?qū)φ麄€(gè)細(xì)胞或單個(gè)分子成像，如離子通道和受體。對(duì)于研究細(xì)胞來(lái)講，AFM區(qū)別于其他工具最顯著的優(yōu)勢(shì)是其可以在生理?xiàng)l件下進(jìn)行細(xì)胞成像。如在生理鹽水中對(duì)紅細(xì)胞成像的辨別力為30nm。AFM為科學(xué)家在生理?xiàng)l件下研究細(xì)胞膜和膜蛋白的結(jié)構(gòu)提供了有力的手段。Langmuir-Blodgett(LB)膜的AFM成像提供了脂質(zhì)膜厚度的直接證據(jù),這在以前已用間接的方法測(cè)定或只是一種理論推測(cè)。AFM的高度辨別力是亞納米水平的。LB膜的分子水平成像表現(xiàn)出單個(gè)頭部極性基團(tuán)及分子排列，包括它們的廣范圍裝配。研究這些膜的好處在于人們可隨時(shí)改變脂質(zhì)的組成，研究脂-脂相互作用，流動(dòng)性，及脂-蛋白間的相互作用。用LB膜進(jìn)行研究的結(jié)論表明，AFM對(duì)生物標(biāo)本成像在一般情況下與電鏡成像一致，但卻有電鏡所不具有的優(yōu)越之處：即AFM是在近生理?xiàng)l件下成像。AFM成像并非僅僅限于天然生物膜，而且可用于合成膜。利用這一點(diǎn)，人們可以合成特定物質(zhì)所組成的生物膜，使蛋白質(zhì)能夠按一定的秩序鑲嵌其內(nèi)。這種技術(shù)對(duì)于對(duì)那些在通常情況下不形成陣列的蛋白質(zhì)的成像具有一定的意義。

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AFM由于其納米級(jí)的分辨率，可以清楚的觀察大分子，如DNA，蛋白質(zhì)，多糖的物質(zhì)的形貌結(jié)構(gòu)。

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從首次用AFM獲得DNA分子的圖像以來(lái)，AFM便成為研究DNA分子的重要工具。分子辨別水平(2～3nm)的雙鏈DNA的成像也已能夠在空氣和液體中進(jìn)行，其螺旋溝及輪匝可以辨認(rèn)；DNA分子的寬度和高度似乎依賴(lài)于操作環(huán)境(空氣或溶液)，尖端特性及所用底物。單鏈DNA無(wú)論在何種辨別水平都較難成像。似乎還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)適宜的制備方法或底物。

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此外，AFM還被應(yīng)用于測(cè)定作用力和通過(guò)改變作用力而進(jìn)行的微小結(jié)構(gòu)加工等方面。通過(guò)改變探針的物理和化學(xué)性質(zhì)，在不同的環(huán)境下來(lái)測(cè)量它與樣品表面的作用力，從而可以獲得樣品的電性、磁性和粘彈性等方面的信息。AFM的這一功能對(duì)于研究粒子之間的相互作用是非常有用的。處于微懸臂前端的探針在樣品原子(分子)的作用下將使微懸臂產(chǎn)生形變。受吸引力的吸引時(shí)，針尖端將向樣品彎曲，而受排斥力作用時(shí)，向遠(yuǎn)離樣品的方向彎曲。這種形變一般采用光學(xué)裝置來(lái)測(cè)量。在生命科學(xué)領(lǐng)域，可用于AFM來(lái)探測(cè)DNA復(fù)制、蛋白質(zhì)合成、藥物反應(yīng)等反應(yīng)過(guò)程中的分子間力的作用，若對(duì)探針進(jìn)行生物修飾，可以測(cè)量單個(gè)配體-受體對(duì)之間的結(jié)合力。若將單個(gè)生物分子的分子鏈尾端連接到AFM針尖上，AFM則可根據(jù)探針上的特定分子與樣品底物之間的結(jié)合來(lái)測(cè)定其力的大小。

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