關(guān)于原子力顯微鏡儀器及方法方面的綜述已很多，在此只對(duì)其作簡(jiǎn)要介紹afm原子力顯微鏡是一種以檢測(cè)探針與樣品間相互作用為特征的掃描力顯微鏡，主要有附有針尖的微懸臂、壓電掃描器、激光與光電檢測(cè)器及反饋控制系統(tǒng)等4部分構(gòu)成.力敏感彈性微懸臂一端固定，另一端附有一微小的針尖，當(dāng)針尖對(duì)固定在壓電掃描器上的樣品進(jìn)行掃描時(shí)，隨距離變化的針尖–樣品間相互作用力會(huì)引起微懸臂變形，由激光源發(fā)出的一束激光照射到微懸臂的背面，并被反射到光電檢測(cè)器上，通過(guò)反饋控制系統(tǒng)即可記錄樣品的表面形貌或樣品–針尖間作用力等方面的信息.隨著原子力顯微鏡技術(shù)的迅猛發(fā)展，它在細(xì)菌吸附研究中的應(yīng)用日趨廣泛，主要包括測(cè)定細(xì)菌表面形貌以及細(xì)菌與固相表面間的作用力.

運(yùn)用原子力顯微鏡研究細(xì)菌吸附時(shí)，現(xiàn)有文獻(xiàn)中使用了多種固定細(xì)菌細(xì)胞的方法.根據(jù)細(xì)菌固定的位置，可將固定方法分為兩類(lèi)：①細(xì)胞固定在支持物上，探針可以是氮化硅或硅探針，抑或是膠結(jié)有微米尺寸珠子的微懸臂，由于制作均質(zhì)性探針受到材料的限制，因此研究細(xì)菌與不同固相界面間的相互作用也將受到制約；②細(xì)胞固定在探針上，即細(xì)胞探針，此種固定方法彌補(bǔ)了**種方法的不足，可用于探究細(xì)胞探針與任何感興趣的固相表面間的相互作用，但該技術(shù)的缺陷是細(xì)胞探針表面較大，成像的分辨率低，力測(cè)定值是探針與研究表面間微米水平接觸區(qū)域的力效應(yīng)的平均值，且很難獲得精確的探針半徑及細(xì)胞或胞外大分子的取向.另外，兩類(lèi)細(xì)胞固定技術(shù)都需要保持細(xì)胞的自然狀態(tài)，且細(xì)胞固定力大于細(xì)胞與界面間作用力.

afm原子力顯微鏡測(cè)定的一個(gè)基本要求是樣品要粘附到固體底物上.對(duì)微生物細(xì)胞樣品來(lái)講，由于其有明確的形狀且在底物上沒(méi)有展開(kāi)的趨勢(shì)，因此細(xì)胞與底物間的接觸面積非常小，掃描探針常常導(dǎo)致細(xì)胞與底物發(fā)生分離.雖然對(duì)細(xì)胞進(jìn)行風(fēng)干處理可以解決上述問(wèn)題，但風(fēng)干處理同時(shí)也引起細(xì)胞表面分子的變性.為原位固定細(xì)菌細(xì)胞，許多研究者利用聚乙烯亞胺、氨基硅烷、多聚-L-賴氨酸或明膠前處理底物，或直接利用微生物細(xì)胞自身分泌的胞外聚合物，均可把細(xì)胞強(qiáng)烈粘附于底物上.另外，也可機(jī)械固定細(xì)胞于瓊脂或微孔膜中，瓊脂被用作是軟的、易變形的固定基質(zhì)，可用于細(xì)胞生長(zhǎng)過(guò)程的可視化研究，而微孔聚合物膜可機(jī)械捕獲與孔大小相近的球狀細(xì)胞，允許重復(fù)成像而又不引起細(xì)胞分離或受損.微孔膜機(jī)械捕獲技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于其簡(jiǎn)單直接和不涉及化學(xué)固定及干燥，缺陷在于其只能固定球狀細(xì)胞而不能固定桿狀細(xì)胞.在一個(gè)細(xì)胞固定方法的對(duì)比研究中發(fā)現(xiàn)，微孔膜機(jī)械捕獲細(xì)菌細(xì)胞是很可靠的固定方式，而細(xì)菌在修飾底物表面上的物理吸附促進(jìn)了細(xì)胞表面結(jié)構(gòu)的重排，戊二醛處理導(dǎo)致細(xì)胞表面性質(zhì)的變化.總之，對(duì)于一個(gè)新系統(tǒng)，應(yīng)該評(píng)估多種固定技術(shù)的優(yōu)劣，合適的方法往往取決于系統(tǒng)的細(xì)胞類(lèi)型和環(huán)境條件.

細(xì)胞直接連接于探針后，研究者能夠探測(cè)細(xì)胞與多種固相表面間的相互作用.根據(jù)已有的研究結(jié)果又可把細(xì)胞探針?lè)譃閱渭?xì)胞探針和多細(xì)胞探針.在多細(xì)胞探針?lè)矫?，開(kāi)始，研究者直接連接戊二醛交聯(lián)處理后的細(xì)菌細(xì)胞于聚乙烯亞胺包被的探針上.然而，戊二醛處理很可能會(huì)影響到細(xì)胞表面的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及吸附特性.而Razatos等基于戊二醛處理前后細(xì)菌的zeta電位及接觸角均保持不變，認(rèn)為戊二醛處理不影響大腸桿菌的吸附特性.Lower等在研究細(xì)菌與礦物相互作用時(shí)，建立了制作生物活性探針的方法，即物理方法吸附細(xì)菌于多聚-D-賴氨酸包被的玻璃珠上，而后通過(guò)少量的環(huán)氧樹(shù)脂把包被有單層細(xì)胞的微珠粘附到微懸臂上.后續(xù)的研究發(fā)現(xiàn)，1-十六烷硫醇或多聚-L-賴氨酸可通過(guò)直接修飾微懸臂上的針尖而將細(xì)胞固定于探針上.在單細(xì)胞探針?lè)矫?，盡管已有單個(gè)真菌探針制作成功的實(shí)例，但真菌細(xì)胞大小明顯大于細(xì)菌細(xì)胞，利用微量的膠粘附單個(gè)細(xì)菌于懸臂上并非易事.Lower等雖然能通過(guò)多聚-D-賴氨酸將單個(gè)細(xì)菌細(xì)胞連接于微懸臂上，但作者也認(rèn)為這種直接連接技術(shù)是相當(dāng)困難的，并提出光鑷或納米鑷等技術(shù)的進(jìn)步能顯著推進(jìn)單細(xì)胞探針的發(fā)展。