雖然人類在生命科學(xué)上已經(jīng)取得了前所未有的成就，但是一些與人類生命非 常密切的物質(zhì)仍然沒(méi)有得到很好的解決。原子力顯微鏡作為一種高分辨的結(jié)構(gòu)圖 像與功能已經(jīng)在生命科學(xué)領(lǐng)域顯示出了很大的優(yōu)勢(shì)，并且得到了非常廣泛的應(yīng) 用，隨著科學(xué)的發(fā)展，原子力顯微鏡必將起著很大的作用，但是在生命科學(xué)的領(lǐng) 域內(nèi)仍有一些問(wèn)題沒(méi)有得到及時(shí)的解決，從而制約了原子力顯微鏡在生命科學(xué)領(lǐng) 域中進(jìn)一步的科學(xué)研宄。

對(duì)于原子力顯微鏡的掃描速度一般來(lái)講比較偏低，一般需要幾分鐘的時(shí)間才 能得到一個(gè)高分辨率的圖像。然而對(duì)于很多的化學(xué)反應(yīng)來(lái)講都是在很短的時(shí)間內(nèi) 完成的，因此不能實(shí)時(shí)觀測(cè)該化學(xué)反應(yīng)的變化。有相應(yīng)的文獻(xiàn)報(bào)道了關(guān)于高速掃 描的原子力顯微鏡，Viani和他的同事們研發(fā)了一種比較柔軟并且非常短的懸臂， 然而他有很高的共振頻率[45-46]。

雖然，使用彈性系數(shù)較小的針尖，而且施于針尖的力盡量可能小，但是由于 生物樣品表面過(guò)于柔軟，針尖的污染難以避免。針尖污染后，要對(duì)針尖進(jìn)行一定 的處理，否則要更換新的針尖，我們實(shí)驗(yàn)過(guò)程中主要使用紫外光、超聲波等一些 簡(jiǎn)單的清洗，或者將退針一定的距離，對(duì)針尖進(jìn)行施加較大幅度的震蕩，有可能 會(huì)使污染物震掉，有時(shí)一些成像效果依然較差。經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)證明，污染后的 針尖會(huì)造成圖像的模糊，假象增加等情況。

我們平常雖然常常說(shuō)到原子力顯微鏡能夠觀測(cè)到單個(gè)原子，這是有一定的條 件制約的，對(duì)于進(jìn)行生物大分子觀測(cè)的時(shí)候遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到這樣的分辨率，主要原因 是在進(jìn)行原子力顯微鏡掃描的時(shí)候一般采用輕敲模式，在這種模式下很難得到原 子圖像，如果利用接觸模式的話，對(duì)生物樣品有很的損害。再次來(lái)講，針尖的曲 率半徑是影響原子力顯微鏡分辨率的一個(gè)重要因素，經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，新的碳 納米管針尖可以大大改變針尖曲率半徑的影響，一般的碳納米管針尖的曲率半徑 為0.5-2nm，如果這作為原子力顯微鏡的針尖將會(huì)大大提高分辨率。因此碳納米 管針尖是AFM探針的未來(lái)發(fā)展的一個(gè)重要方向。 2.4.1生物大分子樣品的制備及儲(chǔ)存方法

生物大分子的制備過(guò)程包括選材、萃取和分離、生物大分子提取純化、以及 樣品濃縮干燥和儲(chǔ)存等。因此生物大分子的制備是一項(xiàng)十分細(xì)致的工作，既要設(shè) 法得到它們的純品，又要努力保持其生物活性。有時(shí)制備一個(gè)具有生物活性、純 度較高的的，需要付出較長(zhǎng)時(shí)間的艱苦勞動(dòng)。

生物大分子的制備有以下主要特點(diǎn)：

(1)對(duì)于一般的生物材料的組成是非常復(fù)雜，常常包含有數(shù)百種乃至數(shù)千種 化合物。其中許多化合物至今還是個(gè)謎，期待著人們研宄與開(kāi)發(fā)。然而有的生物 大分子在萃取和分離的過(guò)程中仍然在進(jìn)行代謝，因此生物大分子的萃取和分離方 法差別很大，如果想找到一種適合各種生物大分子分離制備的標(biāo)準(zhǔn)是很困難的。

(2)很多生物大分子在生物材料中的含量很少，只有萬(wàn)分之一、幾十萬(wàn)分之 一，甚至幾百萬(wàn)分之一。他們?cè)诜蛛x純化的過(guò)程繁瑣，有的目的產(chǎn)物要經(jīng)過(guò)幾十 步、甚至上百步的操作才能達(dá)到所需純度的要求。

(3)—些生物大分子脫離了生物體內(nèi)的環(huán)境時(shí)，就失去了活性，為了在配制 生物大分子樣品的時(shí)為了防止其失活，在實(shí)驗(yàn)中就要培養(yǎng)近生物環(huán)境的溶液，這 是配制生物大分子的最困難之處。過(guò)酸、過(guò)堿、高溫、劇烈的攪拌、強(qiáng)輻射及本 身的自溶等都會(huì)使生物大分子變性而失去活性，因此在配制的時(shí)候一定要選用最 適宜的環(huán)境和條件。

(4)生物大分子的制備一般情況下都是在溶液中進(jìn)行的，溫度、pH值、離子 強(qiáng)度等各種因素對(duì)溶液中各種組成的綜合影響，有時(shí)間不容易準(zhǔn)確的估計(jì)和判斷，因此在試驗(yàn)結(jié)果上有很大的經(jīng)驗(yàn)成分在里面，對(duì)于一些實(shí)驗(yàn)的重復(fù)性較差， 個(gè)人的實(shí)驗(yàn)技術(shù)水平以及平常的經(jīng)驗(yàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)有很大的影響。

生物大分子制成品的正確保存極為重要，一旦保存不當(dāng)，辛辛苦苦制成的樣 品失活、變性、變質(zhì)，使前面的全部制備工作化為烏有，損失慘重，全功盡棄。 生物大分子樣品保存要注意以下幾個(gè)因素：

(1)空氣：空氣的影響主要是潮解、微生物污染和自動(dòng)氧化?？諝庵形⑸?的污染會(huì)使生物樣品腐敗變質(zhì)，生物樣品吸潮后可能會(huì)引起潮解變性，也為微生 物污染提供了有利的條件。然而某些樣品與空氣中的氧接觸會(huì)自發(fā)引起游離基鏈 式反應(yīng)，還原性強(qiáng)的樣品易氧化變質(zhì)和進(jìn)一步是生物樣品失去活性。

(2)溫度：每一種生物大分子都有其穩(wěn)定的溫度范圍，一般來(lái)講當(dāng)溫度升高 10°C，氧化反應(yīng)就會(huì)加快數(shù)倍，酶促反應(yīng)增加1?3倍。因而絕大多數(shù)生物樣品 樣品通常都是低溫保存，以抑制氧化、水解等化學(xué)反應(yīng)和微生物雜質(zhì)的生成。因 此我們超凈間的溫度一般保持在24?26C左右，生物樣品制備完成后保存在4C 左右的冰箱內(nèi)。

(3)水份：包括樣品本身所帶的水份和由空氣中吸收的水份。水可以參加水 解、酶解、水合和加合。加速氧化、聚合、離解和霉變。因此我們超凈間的濕度 為一般保持在40?50%。

(4)光線：一些生物大分子可以吸收一定波長(zhǎng)的光，使分子活化從而不利于 樣品保存，尤其日光中的紫外線和紫外燈的能量大，對(duì)生物大分子樣品影響最 大，樣品受光催化的反應(yīng)有變色、氧化和分解等，通稱光化作用。因此一些不宜 見(jiàn)光的生物樣品一定要避光保存。

(5)樣品的pH：保存液態(tài)樣品時(shí)注意其穩(wěn)定的pH范圍，通?？蓮奈墨I(xiàn)和手冊(cè) 中查得或做實(shí)驗(yàn)求得，因此正確選擇保存液態(tài)樣品的緩沖劑的種類和濃度就十分

重要。

(6)時(shí)間：生物大分子樣品不可能永久存活，就是保存在適當(dāng)?shù)臏囟炔豢赡?/div>