原子力顯微鏡在細(xì)菌領(lǐng)域的應(yīng)用廣泛而深入，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：
細(xì)菌形態(tài)及其活動的研究：
AFM原子力顯微鏡可用于觀察和研究各種微生物，如病毒、細(xì)菌、原蟲、支原體等的形態(tài)及其活動。例如，通過原子力顯微鏡觀察金黃色葡萄球菌，能夠區(qū)分無莢膜和有莢膜的細(xì)菌表面特征，其中無莢膜的細(xì)菌表面光滑，而有莢膜的細(xì)菌表面呈粘液狀。
細(xì)菌表面特性分析：
利用AFM原子力顯微鏡的高分辨率成像能力，可以詳細(xì)觀察細(xì)菌的表面結(jié)構(gòu)，包括孔隙、環(huán)形結(jié)構(gòu)等。例如，對金黃色葡萄球菌和枯草芽孢桿菌的研究發(fā)現(xiàn)，活細(xì)胞的成熟外表面由無序的肽聚糖凝膠形成孔隙結(jié)構(gòu)，而內(nèi)表面結(jié)構(gòu)則更密實，且與細(xì)菌種類和位置有關(guān)。
細(xì)菌吸附力的測量：
原子力顯微鏡可以直接檢測細(xì)菌與固相表面間的相互作用力，這些力的大小與細(xì)菌的吸附行為密切相關(guān)。例如，氮化硅探針與吸附在云母表面的硫酸鹽還原菌間的吸附力為3.9~4.3nN，大腸桿菌與聚酰胺或聚苯乙烯修飾的探針間的吸附作用力為2.9~6.7nN。這些測量有助于理解細(xì)菌在環(huán)境中的吸附機(jī)制和生物膜的形成。
細(xì)菌蛋白質(zhì)納米線的表征：
AFM原子力顯微鏡可以用于表征細(xì)菌產(chǎn)生的蛋白質(zhì)納米線的結(jié)構(gòu)、電學(xué)和力學(xué)特性。例如，對硫還原地桿菌的研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)細(xì)菌處于一定電場中時，其生產(chǎn)的OmcZ納米線的導(dǎo)電性和剛度分別是OmcS納米線的1000倍和3倍。這一發(fā)現(xiàn)為生物型電子器件的開發(fā)提供了新的可能性。
細(xì)菌在極端環(huán)境下的適應(yīng)性研究：
原子力顯微鏡可以用于研究細(xì)菌在極端環(huán)境下的適應(yīng)性，如酸性環(huán)境對細(xì)菌蛋白質(zhì)納米線性能的影響等。這有助于理解細(xì)菌在自然環(huán)境中的生存機(jī)制和生態(tài)功能。
綜上所述，AFM原子力顯微鏡在細(xì)菌領(lǐng)域的應(yīng)用涵蓋了細(xì)菌形態(tài)觀察、表面特性分析、吸附力測量、蛋白質(zhì)納米線表征以及極端環(huán)境下適應(yīng)性研究等多個方面。這些應(yīng)用不僅有助于深入理解細(xì)菌的生物學(xué)特性，還為相關(guān)領(lǐng)域的研究提供了新的工具和方法。