由于原子力显微镜具有广泛的工作范围，生物医学样品可以直接以高分辨率的自然状态（空气或液体）成像。因此，原子力显微镜已成为研究生物医学样品和生物大分子的重要工具之一。原子力显微镜的应用主要包括三个方面：生物细胞的表面形态观察;观察生物大分子的结构和其他性质;观察生物分子之间的力谱曲线。

一、核酸和蛋白质复合物（核酸 - 蛋白质复合物）

DNA和蛋白质分子的特异性相互作用在分子生物学中起着关键作用。蛋白质-DNA结合的准确位点图谱和不同细胞状态中结合位点的确定对于理解复杂细胞系统的功能和机制，尤其是基因表达是至关重要的。作为原子力显微镜高度分辨率为0.1nm，宽度为约2nm分辨率的表面分析技术，它已被广泛用于表征各种类型的DNA-蛋白质复合物。

在低湿度大气条件下，Rees等人。在接触模式中使用原子力显微镜来检查λ2PL启动子对转录起始和关闭期间DNA链弯曲程度的影响。此外，该团队还研究了另一种λ2转录因子Cro蛋白对DNA弯曲的影响。为了研究结合Jun蛋白是否导致DNA链弯曲，Becker等人研究了AP21含有使用原子力显微镜的线性化质粒DNA复合物与Jun蛋白的结合位点。

Aizawa团队研究了DNA蛋白激酶Ku亚结构域和双链DNA断裂的关联。卡萨斯等人。研究了转录过程中大肠杆菌RNA聚合酶（RNAP）的动态酶活性。他们的方法在Zn2 +条件存在下，可以松散或紧密地将RNAP与DNA模板结合，通过原子力显微镜成像了解动态过程。

二、细胞

原子力显微镜不仅提供超光学极限细胞结构图像，还能检测细胞的微观力学特性，甚至使用原子力显微镜力曲线技术实时检测细胞动力学和细胞运动过程。 原子力显微镜用于研究细胞的用途很少用样品预处理，特别是在接近生理条件下。
可以使用原子力显微镜直接成像方法深入研究固定的活细胞和亚细胞结构。

这些研究产生了关于细胞器，细胞膜和细胞骨架的更详细信息。将细胞固定在基质上并进行原子力显微镜观察，以获得细胞膜结构的皱纹，层状脂肪，微端线和微绒毛的特征。由于细胞质膜掩盖了细胞的内部骨架，因此开发了一种小心剥离膜的方法，并且通过原子力显微镜研究了剥离细胞膜后的结构。

原子力显微镜在细胞研究中至重要的用途之一是活细胞动态的实时成像，细胞之间的相互作用以及细胞对其内部和外部干扰的反应。目前，原子力显微镜已经能够对感染外来病毒的细胞进行实时调查。  原子力显微镜还可以研究活动条件下血小板形状的变化以及培养的胰腺细胞对淀粉消化酶的反应。

三、病毒

早期，原子力显微镜的生物学应用主要集中在病毒研究上。 Kolbe等人。首先研究了具有不同头尾结构的T4噬菌体。今井及其合作者检查了烟草花叶病毒和各种噬菌体。烟草花叶病毒（TMV）或星形烟草花叶病毒（STMV）是迄今为止研究至多的病毒。

在胶体溶液中，TMV与已知的蛋白质行为非常相似，可以通过研究蛋白质的方法进行检测。利用原子力显微镜，可以研究TMV在高过饱和和略微过饱和条件下的二维成核生长过程。

原子力显微镜研究表明，当TYMV在平衡条件下暴露于溶液时，TYMV晶体的（101）面逐层生长。原子力显微镜研究表明，当TYMV 暴露在平衡条件下的溶液中，TYMV 晶体的（101) 面逐层向上生长，晶格的结构缺陷如空位，单粒子，位错和聚集等现象在原子力显微镜 图上区分得十分清楚。

用从艾滋病病毒中提取的逆转录酶修饰原子力显微镜束，使其成为检测抑制酶活性和筛选灭活艾滋病病毒的药物的方法。自支撑磷脂膜与冷病毒结合，并且底物暴露在缺陷位点结构上的磷脂单层效应和水合双磷脂的检测已经发展成可以从其他大分子鉴定的新型生物传感器特定的病毒物质。

免责声明：本平台文章均系转载，版权归原作者所有。所转载文章并不代表本网站赞同其观点和对其真实性负责。如涉及作品版权问题，请及时联系我们400-099-6011，我们将作删除处理以保证您的权益！