原子力顯微鏡的應(yīng)用及樣品要求

AFM以其操作方便，對樣品處理要求不高，原子級分率低，樣本可在空氣中成者液體中直接觀察，可檢測的樣品范圍廣等優(yōu)點，贏得了越越廣闊的應(yīng)用，利用AFM可以觀察生物制品的形態(tài)結(jié)構(gòu)、檢測生物力、觀察品體的三結(jié)構(gòu)及插體的生長等，這勢必會進一步推動生命科學(xué)，材料科學(xué)的一步發(fā)展。

 
（一）生命科學(xué)中的應(yīng)用

1.用于形態(tài)結(jié)構(gòu)的觀察

 

由于AFM具有光學(xué)顯微鏡所不具備的高分辨率，同時又不需掃描電子顯微鏡的嚴(yán)格制樣要求。AFM已廣泛地應(yīng)用于細(xì)胞、蛋白質(zhì)、核酸等生物形態(tài)結(jié)構(gòu)的研究。

目前，生物學(xué)家們已經(jīng)利用AFM研究活細(xì)胞或固定的細(xì)胞，如紅細(xì)胞、白細(xì)胞等，獲得了豐富的信息。對于單個細(xì)胞而言，AFM不但能夠提供長度、寬度、高度等形態(tài)方面的信息，而且可以滿足人們對膜上的離子通道、絲狀偽足、細(xì)胞間連接等細(xì)微結(jié)構(gòu)研究的要求，甚至還可清楚地觀察到膜本身的骨架結(jié)枃。這些對于進步研究細(xì)胞表面及表面以下結(jié)構(gòu)相互作用很有啟發(fā)性。

 

AFM還可以觀察蛋白質(zhì)的細(xì)微結(jié)構(gòu)，測算復(fù)合物中蛋白質(zhì)的大小，最早用AFM研究的膜蛋白是 halo bacterium halobim的紫膜上的視紫紅蛋白，得到視紫紅蛋白在膜上呈二維的六角形排列。AFM還比較成功地觀察了肌動蛋白、血纖維蛋白原，膠元蛋白，免應(yīng)球蛋白等游離蛋白質(zhì)分子，隨著深針技術(shù)的不斷改進，觀測到了肌動蛋白分子的螺旋構(gòu)造，通過AFM對肌動蛋白聚合、解聚、破裂、彈性系數(shù)變化等過程的觀察，進步證實肌動蛋白的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對于活細(xì)胞的穩(wěn)定性起決定作用。

 

2.用于動態(tài)過程的研究

 

AFM可以在生理狀態(tài)下觀察任何活的生命樣品和動態(tài)過程，主要有生物大分子之間的生化反應(yīng)過程、病毒對細(xì)胞的感染過程、蛋白質(zhì)的結(jié)晶析出等等，已被廣泛地應(yīng)用到生物樣品中。

 

觀察生物大分子之間的生化反應(yīng)過程，對于研究生物的結(jié)構(gòu)與功能有很大的幫助，有很多實驗動態(tài)觀察了DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和蛋白質(zhì)的翻譯過程，有些實驗則觀察DNA、RNA與酶結(jié)合過程，使人們對這些生化反應(yīng)有了更進一步的了解，此外，AFM可以清晰地看到RNA聚合酶在DMA模板中運動，這種技術(shù)用于更大的分子，將會提高特異治療藥物插人的幾率，那樣很多疑難疾病的治療就成為可能。

 

病毒對細(xì)胞的感染是一個很典型的例子，應(yīng)用AFM已觀察了痘節(jié)病毒感染單個細(xì)胞的過程。將痘苗病毒加人培養(yǎng)液后，細(xì)胞變得光采軟，在這種狀態(tài)下病毒易于穿過細(xì)跑膜。

 

蛋白質(zhì)從溶液中結(jié)品析出也是一個分值得關(guān)注的領(lǐng)域，人們采用AFM研究溶菌蛋白、刀豆蛋白、TEuvEaLit和過氧化氫測得的情況，這些研究有助于人們更加深入地理解蛋白質(zhì)晶體的生長動力學(xué)和成核機理。

 

原子力顯微鏡樣品的要求

原子力顯微鏡研究對象可以是有機固體、聚合物以及生物大分子等，樣品的載體選擇范圍很大，包括云母片、玻璃片、石墨、拋光硅片、二氧化硅和某些生物膜等，其中常用的是新剝離的云母片，主要原因是其非常平整且容易處理。而拋光硅片最好要用濃硫酸與30%雙氧水的7∶3 混合液在90 ℃下煮1h。利用電性能測試時需要導(dǎo)電性能良好的載體，如石墨或鍍有金屬的基片。

 

試樣的厚度，包括試樣臺的厚度，最大為10 mm。如果試樣過重，有時會影響Scanner的動作，請不要放過重的試樣。試樣的大小以不大于試樣臺的大?。ㄖ睆?0 mm）為大致的標(biāo)準(zhǔn)。稍微大一點也沒問題。但是，最大值約為40 mm。如果未固定好就進行測量可能產(chǎn)生移位。請固定好后再測定。