朱杰 郭连红 张诗音 王霖 王国栋

(1. 西北农林科技大学 理学院 生物物理研究所 心血管再生研究组，陕西 杨凌712100;2. 吉林大学 超分子结构与材料国家重点实验室，吉林 长春 130012;3. 西北农林科技大学 动物医学院，陕西 杨凌712100;4. 中南大学 公共卫生学院，湖南 长沙 410078；5. 西北农林科技大学 创新实验学院，陕西 杨凌712100)

前言

1986年，斯坦福大学的Binnig G等人发明的原子力显微镜 (Atomic Force Microscope, AFM)的放大倍数}远远超过以往的任何显微镜[1]。光学显微镜(Optical Microscopy, OM)的放大极限仅为103倍，电子显微镜(Electronic Microscopy，SEM/TEM)的放大极限也只有106倍，而AFM的放大极限则高达109倍，在观察生物大分子的结构上具有很大的优势。另外，作为目前生物医学超微结构研究最常用的工具，SEM/TEM成像要求对生物样品进行固定、脱水、包埋、切片、染色或镀金等一系列繁琐处理；而AFM 则可在大气或溶液中直接观测生物样品及其动态变化过程。除此以外，AFM通过控制并检测针尖--样品之间的相互作用力，可以分析研究与作用力相应的各种表面性质：采用最新的Tapping技术和Phase技术可以测试样品的硬度和弹性等力学特性；AFM可对生物大分子进行力学操作。总体上，AFM拥有原子级的高分辨率，可以观察活的生物样品，能够对样品进行力学操纵，这些特性使AFM在生物大分子超微结构与生物力学研究中具有广泛的应用前景。

1.AFM在生物大分子超微结构研究中的应用

(1)蛋白分子：由于膜蛋白结构的复杂性和研究条件不成熟等因素，以前对膜蛋白结构的认识较少，AFM的出现为膜蛋白结构的认识提供了先进手段。……