原子力顯微鏡在細(xì)菌領(lǐng)域的應(yīng)用具有顯著的成效和廣闊的前景。以下是對(duì)AFM在細(xì)菌研究中的應(yīng)用的詳細(xì)介紹：
細(xì)菌導(dǎo)電性的研究：
研究人員利用AFM原子力顯微鏡對(duì)硫還原地桿菌（Geobacter sulfurreducens）組成的生物薄膜進(jìn)行了納米級(jí)的表征。他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)細(xì)菌處于一定電場(chǎng)中時(shí)，生產(chǎn)的蛋白質(zhì)納米線比正常狀態(tài)下具有更高的導(dǎo)電性和剛度。這種導(dǎo)電特性是通過(guò)由蛋白質(zhì)OmcZ組成的納米線來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其導(dǎo)電性和剛度分別是另一種蛋白質(zhì)OmcS納米線的1000倍和3倍。
當(dāng)降低pH值時(shí)，OmcZ納米線的導(dǎo)電性和剛度甚至有了進(jìn)一步的提升，這意味著在酸性環(huán)境中，細(xì)菌仍能保持其功能性。
細(xì)菌細(xì)胞結(jié)構(gòu)的觀察：
原子力顯微鏡能夠?qū)钅I上皮細(xì)胞、神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞等活細(xì)胞進(jìn)行納米級(jí)的檢測(cè)，觀察到細(xì)胞骨架元素、漿膜淺凹和膜結(jié)合絲等細(xì)微結(jié)構(gòu)。
對(duì)于細(xì)菌，AFM原子力顯微鏡能夠觀察到水中微小細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，并細(xì)微地觀察到其變化。
微生物形態(tài)及其活動(dòng)的研究：
原子力顯微鏡可用于觀察和研究各種微生物的形態(tài)及其活動(dòng)，包括細(xì)菌、病毒、原蟲、支原體等。例如，AFM原子力顯微鏡可以清晰地觀察到金黃色葡萄球菌、衛(wèi)星煙草花葉病毒和單純皰疹病毒等微生物的結(jié)構(gòu)。
原子力顯微鏡還被用來(lái)研究病毒感染單個(gè)細(xì)胞的過(guò)程，如痘苗病毒感染猴腎細(xì)胞時(shí)的胞吐現(xiàn)象。
細(xì)菌吸附力的研究：
AFM原子力顯微鏡用于研究細(xì)菌在固相表面的吸附力，發(fā)現(xiàn)吸附力受多種因素如范德華力、靜電力、疏水力、空間位阻及表面粗糙度的影響。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。
研究還表明，細(xì)菌對(duì)金屬的吸附力受到靜電力和疏水力的影響，其中脫硫桿菌和假單胞菌對(duì)金屬的吸附力較大。
操作簡(jiǎn)便與廣泛的應(yīng)用前景：
原子力顯微鏡在生物領(lǐng)域的應(yīng)用操作簡(jiǎn)便，無(wú)需特殊固定，可以直接將細(xì)胞放置在顯微鏡下進(jìn)行檢測(cè)。
AFM原子力顯微鏡的高分辨率和對(duì)生物分子的直接觀測(cè)能力為生物技術(shù)的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)，尤其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展中具有重要意義。
綜上所述，原子力顯微鏡在細(xì)菌研究中的應(yīng)用涵蓋了導(dǎo)電性、細(xì)胞結(jié)構(gòu)、微生物形態(tài)及活動(dòng)、細(xì)菌吸附力等多個(gè)方面，為細(xì)菌研究提供了強(qiáng)有力的工具和方法。