? ? ?原子力顯微鏡（AFM）是一種揭示生物結(jié)構(gòu)和性能的有力工具，具有比傳統(tǒng)電子顯微鏡更高的放大倍數(shù)和極高的分辨率。能夠?qū)姆肿拥皆映叨鹊慕Y(jié)構(gòu)進(jìn)行三維的成像及測量，并且可以在生理?xiàng)l件下實(shí)時(shí)的進(jìn)行，甚至能夠?qū)ι飿悠愤M(jìn)行納米操縱。原子力顯微鏡已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用在生物領(lǐng)域的各個(gè)方面，比如生物樣品的形態(tài)結(jié)構(gòu)，動(dòng)態(tài)觀察，力學(xué)特性，納米操縱等。
? ? ?原子力顯微鏡因其具有光學(xué)顯微鏡所沒有的高分辨率，而且又沒有掃描電子顯微鏡的嚴(yán)格制樣要求，目前已被廣泛地應(yīng)用于細(xì)胞、蛋白質(zhì)、核酸等生物形態(tài)結(jié)構(gòu)的研究中。目前生物學(xué)家已經(jīng)利用原子力顯微鏡研究活細(xì)胞或者是固定的細(xì)胞，像紅細(xì)胞、白細(xì)胞、心肌細(xì)胞、上皮細(xì)胞、神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞等，并獲得了豐富的信息。對于單個(gè)細(xì)胞而言，AFM不但可以提供長，寬，高等形態(tài)方面的信息，而且能夠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，甚至可以清晰地觀察到膜本身的骨架結(jié)構(gòu)。這些對于進(jìn)一步研究細(xì)胞表面及表面以下結(jié)構(gòu)相互作用很有啟發(fā)性。
? ? ?原子力顯微鏡還可以觀察蛋白質(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halobacteriumhalobim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(dòng)蛋白、血纖維蛋白原、膠元蛋白、免疫球蛋白等游離蛋白質(zhì)分子。隨著探針技術(shù)的不斷改進(jìn),觀測到了肌動(dòng)蛋白分子的螺旋構(gòu)造?，F(xiàn)今用輕敲模式，不僅觀測到70nm長的D帶區(qū)，而且區(qū)內(nèi)的亞結(jié)構(gòu)也能觀察。通過AFM對肌動(dòng)蛋白聚合，解聚，破裂，彈性系數(shù)變化等過程的觀察，進(jìn)一步證實(shí)肌動(dòng)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。
? ? 近年來，AFM也對一些特殊的DNA分子，比如DNA與蛋白質(zhì)的復(fù)合物(染色質(zhì)2染色體)進(jìn)行研究，取得了許多有價(jià)值的結(jié)果。AFM觀察到自然狀態(tài)下的染色質(zhì)纖維及重組的染色質(zhì)纖維,得到了核小體中心顆粒精細(xì)結(jié)構(gòu)的圖象,圖象顯示核小體呈Z形排列,相鄰顆粒中心距離恰好為11nm。通過染色質(zhì)纖維的AFM成象及纖維結(jié)構(gòu)參數(shù)的定量分析,認(rèn)識到只有在組蛋白存在時(shí),DNA才能甲基化,誘導(dǎo)染色質(zhì)纖維結(jié)構(gòu)改變。由于在生理?xiàng)l件下，利用AFM觀察到的圖象更加逼真地反映出生物的形態(tài)特征，所以原子力顯微鏡在生物的形態(tài)觀察方面優(yōu)于其它顯微鏡。
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