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·AFM對生物細胞的表面形態(tài)觀察 AFM可以用來對細胞進行形態(tài)學觀察，并進行圖像的分析。通過觀察細胞表面形態(tài)和三維結(jié)構(gòu)，可以獲得細胞的表面積、厚度、寬度和體積等的量化參數(shù)等。例如，利用AFM可以對感染病毒后的細胞表面形態(tài)的改變、造骨細胞在加入底物（鈷鉻、鈦、鈦釩等）后細胞形態(tài)和細胞彈性的變化、GTP對外分泌細胞囊泡高度的影響進行研究。利用AFM還可以對自由基損傷的紅細胞膜表面精細結(jié)構(gòu)的研究，直接觀察到自由基損傷，以及加女貞子保護作用后，對紅細胞膜分子形態(tài)學的影響。

生物大分子的結(jié)構(gòu)及其他性質(zhì)的觀測研究

2.1 蛋白質(zhì)

對于蛋白質(zhì)，AFM的出現(xiàn)極大的推動了其研究進展。AFM可以觀察一些常見的蛋白質(zhì)，諸如白蛋白，血紅蛋白，胰島素及分子馬達和噬菌調(diào)理素吸附在圖同固體界面上的行為，對于了解生物相溶性，體外細胞的生長，蛋白質(zhì)的純化，膜中毒有很大幫助。

AFM 實驗證實了膠原蛋白組裝有時連續(xù)，有時不連續(xù)的性質(zhì)，通過形貌圖也提供了膠原蛋白纖維狀結(jié)構(gòu)特征。Quist等利用AFM 研究了白蛋白和豬胰島素在云母基底上的吸附行為，根據(jù)AFM 圖上不同尺寸的小丘狀物質(zhì)推測，蛋白質(zhì)有時發(fā)生聚集，有時分散分布。

在AFM 觀察包裹有紫膜的噬菌調(diào)理素蛋白（BR) 的研究中，AFM 儀器的改進，檢測技術的提高和制樣技術的完善得到了集中的體現(xiàn)。在細胞中，分子馬達可以將化學能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械運動，防止因為布朗運動導致的細胞中具有方向性的活動出現(xiàn)錯誤，這些活動包括：肌漿球蛋白，運動蛋白，動力蛋白，螺旋酶，DNA 聚合酶和RNA 聚合酶等分子馬達蛋白的共同特點是沿著一條線性軌道執(zhí)行一些與生命活動息息相關的功能，比如肌肉的收縮，細胞的分化過程中染色體的隔離，不同細胞間的細胞器的置換以及基因信息的解碼和復制等。由于分子馬達本身的微型化，它們?nèi)菀资芨叩臒崮芎痛蟮牟▌拥挠绊懀私怦R達分子如何正常有序工作就成為一項具有挑戰(zhàn)性的任務。

利用AFM，人們已經(jīng)知道了肌動蛋白結(jié)合蛋白的結(jié)構(gòu)信息和細胞運動過程中肌動蛋白骨架調(diào)控功能。

2.2 脫氧核糖核酸(DNA)

AFM液相成像技術的優(yōu)點在于消除了毛細作用力，針尖粘滯力，更重要的是可以在接近生理條件下考察DNA 的單分子行為。DNA 分子在緩沖溶液或水溶液中與基底結(jié)合不緊密，是液相AFM面臨的主要困難之一。硅烷化試劑,如3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）和陽離子磷脂雙層修飾的云母基底固定DNA 分子，再在緩沖液中利用AFM 成像，可以解決這一難題。在氣相條件下陽離子參與DNA的沉積已經(jīng)發(fā)展十分成熟，適于AFM 觀察。在液相條件下，APTES 修飾的云母基底較常用。目前DNA的許多構(gòu)象諸如彎曲，超螺旋，小環(huán)結(jié)構(gòu)，三鏈螺旋結(jié)構(gòu)，DNA 三通接點構(gòu)象，DNA 復制和重組的中間體構(gòu)象，分子開關結(jié)構(gòu)和藥物分子插入到DNA 鏈中的相互作用都廣泛地被AFM考察，獲得了許多新的理解。

2.3 核糖核酸( RNA)

AFM對RNA的研究還不是很多。結(jié)晶的轉(zhuǎn)運RNA 和單鏈病毒RNA 以及寡聚Poly (A) 的單鏈RNA 分子的AFM 圖像已經(jīng)被獲得。因為在于不同的緩沖條件下，單鏈RNA 的結(jié)構(gòu)變化十分復雜，所以單鏈RNA 分子的圖像不容易采集。（利用AFM成像RNA分子需要對樣品進行特殊和復雜的處理。

2.4 核酸與蛋白質(zhì)復合物( Nuclearacids-Protein Complex)

DNA 和蛋白質(zhì)分子的特定相互作用在分子生物學中起著關鍵作用。蛋白質(zhì)與DNA 結(jié)合的精確位點圖譜和不同細胞狀態(tài)下結(jié)合位點的測定對于了解復雜細胞體系的功能與機理，特別是基因表達的控制都十分關鍵。AFM 作為一種高度分辨達0。1 nm，寬度分辨率為2 nm 左右的表面分析技術，已廣泛地用于表征各類DNA-蛋白質(zhì)的復合物，通過AFM 成像了解其動態(tài)過程。

2.5 細胞( Cell)

AFM 不僅能夠提供超光學極限的細胞結(jié)構(gòu)圖像，還能夠探測細胞的微機械特性，利用AFM 力-曲線技術甚至能夠?qū)崟r地檢測細胞動力學和細胞運動過程。利用AFM 研究細胞很少用樣品預處理，尤其是能夠在近生理條件下對它們進行研究。

利用AFM 直接成像方法，可以對固定的活細胞和亞細胞結(jié)構(gòu)進行了深入研究。這些研究獲得了關于細胞器的構(gòu)造，細胞膜和細胞骨架更詳細的信息。將細胞固定在基底上再進行AFM 觀察，可以得到細胞膜結(jié)構(gòu)的皺褶，層狀脂肪物，微端絲和微絨毛等特征。由于細胞質(zhì)膜掩蓋了細胞內(nèi)部骨架，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展了一種仔細剝離該層膜的方法,并利用AFM 對剝離細胞膜后的結(jié)構(gòu)進行了研究。

AFM 在細胞研究方面的一個Z重要用途是對活細胞的動力學過程，細胞間的相互作用以及細胞對其內(nèi)外干擾因素的響應進行實時成像目前，AFM已經(jīng)可以對外來病毒感染的細胞進行實時考察。AFM還可以研究活性狀態(tài)下血小板形狀的變化情況和培養(yǎng)的細胞對淀粉消化酶的響應情況。

2.6樣品篩選

利用 AFM 系統(tǒng)獲取大量樣品信， 進行樣品常規(guī)篩選。 無論是材料生產(chǎn)中進行失效分析或納米級的質(zhì)量控制，及時的產(chǎn)品信息反饋是必不可少的產(chǎn)品質(zhì)量控制過程。納米 表征面臨提高表征速度的挑戰(zhàn)時，高精度成為必備條件。

在獲取藥物配方的過程中需要大量的數(shù)據(jù)對其中的非晶藥物成分進行篩選。

布魯克的原子力顯微鏡是行業(yè)中的佼佼者,可配備多種掃描模式,適合各種應用的解決方案。并幫助研究人員推進新的納米力學、納米電學和納米電化學研究。

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