原子力显微镜在生物学中的应用

　　原子力显微镜，简称AFM，是一种能够研究物体表面结构的分析仪器，主要是通过对检测对象的表面和一个微型力敏感元件之间的极微弱的原子间相互作用力来对物体的结构进行深入的研究。

原子力显微镜概述

　　原子力显微镜主要由一系列的悬臂活动来完成检测的，由带针尖的微悬臂的运动来进行监测，扫描后搜集反馈信息，通过计算机系统来进行图像信息的采集与处理工作。这样的一种检测的方式几乎能够达到纳米级的分辨率。所以算得上是显微镜中级别较高的了。

　　原子力显微镜在一定程度上弥补了普通扫描显微镜的缺陷，并且提高了检测的分辨率，使得物体的性质能够得到了更加细化的分析。但是相比较于传统的扫描显微镜，原子力显微镜的缺点就是成像的范围比较小，并且速度不快，在一定程度上受到了检测探头方面的限制。而传统的扫描显微镜就不会遇到这样的问题。原子力显微镜主要使用压电陶瓷管来制作扫描器，这样的好处是能够看到物体的细微的结构同时，也能够看到更多细小的变化。

　　原子力显微镜主要有三种操作模式，即接触、非接触以及敲击模式三种，这三种模式各有特点，接触模式，成像的模式是比较直接的，检测的探针与样品之间是直接性密切的接触，但是之间的作用力却是相互排斥的。非接触模式，主要是指检测样品与针尖之间没有直接的接触。而敲击模式，指的是介于前面两种模式之间的一种检测模式。不管是什么样的操作模式，都在一定程度上丰富了原子力显微镜的工作模式。

原子力显微镜在生物领域中的应用

　　原子力显微镜在生物领域有着广泛的应用，生物分子能够在原子力显微镜的检测下，看到物质超微结构的变化，这些变化包含表面结构的缺陷、表面吸附的形态等。对生物分子的研究有着重要的作用。原子力显微镜在生物领域中的应用是比较广泛的。

　　原子力显微镜可研究活细胞或固定细胞如红细胞、白细胞、细菌、血小板、心肌细胞、活肾上皮细胞及神经胶质细胞的动态行为。原子力显微镜对体外动态细胞的分析具有非凡的能力。这些研究大都把样品直接放置在玻片上，不需要染色和固定，样品制备和操作环境相当简单。

　　原子力显微镜在生物领域的应用中，能够用以研究细胞的动态行为。所研究的细胞包括很多类型的活细胞，对这些细胞具有chao强的分析能力。这些细胞的检测，不需要特别的设置，直接将其放置在显示镜下就能够实现。不需要特殊固定，操作起来简单易上手。举个例子来说，通过原子力显微镜来研究活肾上皮细胞，可在浆膜小斑上以50nm的分辨率观察细胞骨架元素、浆膜浅凹和膜结合丝。

　　原子力显微镜能够对这些细胞进行细微的纳米级的检测，看到其细微的结构变化，将这些变化通过计算机系统记录并采集，从而能够进行进一步细微的研究。通过原子力显微镜还能够观测到水中微小细菌的细胞结构，能够细微的观察到其变化。

　　除此之外，原子力显微镜还可以用来观察神经元和神经胶质细胞在活体状态下质膜下微丝的运动，从而能够看到其中的病理性细胞，并且能够进行相关的人工操作，这对生物医学领域的发展有着重要的意义。由此可见，原子力显微镜能够对生物分子形态学进行细微的观察与研究，通过观察生态细胞表面形态的变化，来对细胞的变化进行观察，尤其是对一些病理细胞的观察，对生物医学的发展意义非凡。

　　除了对细胞的观察，原子力显微镜还能够对蛋白质、DNA、病毒等进行细微的观测，能够较为直接的观察到这些生物分子的变化。从而为生物技术的发展奠定了良好的基础。

　　原子力显微镜技术凭借其本身的高分辨率优势，广泛的应用在生物科学领域。已经成为物体表面结构高分辨率图像的重要工具。更重要的是能够观察细微的生物宏观分子的变化，这就使得原子力显微镜在生物领域拥有了广阔的发展前景。随着样品制备技术的完善，未来原子力显微镜的将朝着更加的精细化方向发展，在原来的高分辨率的基础上，再有一些更大突破。

　　原子力显微镜是一种分辩率极高的显微镜，摆脱了以往传统显微镜的在分辨率方面的缺陷，对生物领域宏观分子的检测有很大的助益。而在实践中，原子力显微镜在生物科学领域应用还是比较广泛的，对于生物细胞的检测，对于神经元以及神经胶质细胞在活体状态的变化等都有着重要的意义。相信未来原子力显微镜还将持续不断应用在生物科学领域。