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點，贏得了越越廣闊的應用，利用AFM可以觀察生物制品的形態結構、檢測生物力、觀察品體的三結構及插體的生長等，這勢必會進一步推動生命科學，材料科學的一步發展。

 
（一）生命科學中的應用

1.用于形態結構的觀察

 

由于AFM具有光學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格制樣要求。AFM已廣泛地應用于細胞、蛋白質、核酸等生物形態結構的研究。

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

 

AFM還可以觀察蛋白質的細微結構，測算復合物中蛋白質的大小，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，免應球蛋白等游離蛋白質分子，隨著深針技術的不斷改進，觀測到了肌動蛋白分子的螺旋構造，通過AFM對肌動蛋白聚合、解聚、破裂、彈性系數變化等過程的觀察，進步證實肌動蛋白的網絡結構對于活細胞的穩定性起決定作用。

 

2.用于動態過程的研究

 

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

 

觀察生物大分子之間的生化反應過程，對于研究生物的結構與功能有很大的幫助，有很多實驗動態觀察了DNA復制、轉錄和蛋白質的翻譯過程，有些實驗則觀察DNA、RNA與酶結合過程，使人們對這些生化反應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。

 

病毒對細胞的感染是一個很典型的例子，應用AFM已觀察了痘節病毒感染單個細胞的過程。將痘苗病毒加人培養液后，細胞變得光采軟，在這種狀態下病毒易于穿過細跑膜。

 

蛋白質從溶液中結品析出也是一個分值得關注的領域，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晶體的生長動力學和成核機理。

 

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小（直徑20 mm）為大致的標準。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生移位。請固定好后再測定。