原子力顯微鏡在細菌領域的應用具有顯著的成效和廣闊的前景。以下是對AFM在細菌研究中的應用的詳細介紹：

細菌導電性的研究：

研究人員利用AFM原子力顯微鏡對硫還原地桿菌（Geobacter sulfurreducens）組成的生物薄膜進行了納米級的表征。他們發(fā)現(xiàn)，當細菌處于一定電場中時，生產的蛋白質納米線比正常狀態(tài)下具有更高的導電性和剛度。這種導電特性是通過由蛋白質OmcZ組成的納米線來實現(xiàn)的，其導電性和剛度分別是另一種蛋白質OmcS納米線的1000倍和3倍。

當降低pH值時，OmcZ納米線的導電性和剛度甚至有了進一步的提升，這意味著在酸性環(huán)境中，細菌仍能保持其功能性。

細菌細胞結構的觀察：

原子力顯微鏡能夠對活腎上皮細胞、神經(jīng)元和神經(jīng)膠質細胞等活細胞進行納米級的檢測，觀察到細胞骨架元素、漿膜淺凹和膜結合絲等細微結構。

對于細菌，AFM原子力顯微鏡能夠觀察到水中微小細菌的細胞結構，并細微地觀察到其變化。

微生物形態(tài)及其活動的研究：

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，包括細菌、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構。

原子力顯微鏡還被用來研究病毒感染單個細胞的過程，如痘苗病毒感染猴腎細胞時的胞吐現(xiàn)象。

細菌吸附力的研究：

AFM原子力顯微鏡用于研究細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，細菌對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金屬的吸附力較大。

操作簡便與廣泛的應用前景：

原子力顯微鏡在生物領域的應用操作簡便，無需特殊固定，可以直接將細胞放置在顯微鏡下進行檢測。

AFM原子力顯微鏡的高分辨率和對生物分子的直接觀測能力為生物技術的發(fā)展奠定了良好的基礎，尤其在生物醫(yī)學領域的發(fā)展中具有重要意義。

綜上所述，原子力顯微鏡在細菌研究中的應用涵蓋了導電性、細胞結構、微生物形態(tài)及活動、細菌吸附力等多個方面，為細菌研究提供了強有力的工具和方法。