三、原子力显微镜对生物细胞的表面形态观测
一般人都认为,AFM 能够在自然环境中直接观测生物样品的表面结构，而且避免了复杂的制样制备过程，以及电子束辐射所带来的样品损伤。但实际情况并非完全如此。AFM对生物医学样品制备，同样也有一定的要求和具备一定的特点。这些要求包括：表面要求平整，高度起伏大约要求£ 10mm-20 mm之间；表面要求有一定的硬度；基底面要求平滑, 如新鲜解离的云母片等；对于较大的颗粒、细胞,可用如盖玻片, 塑料片等；样品在基底表面要求相对均匀分散等。客观地讲，相对于电镜的复杂的生物样品制备过程来说，原子力显微镜的生物样品制备过程要简单一些。但遗憾的是，没有一种普遍可适用的方法，能够解决原子力显微镜所有的生物医学样品的制备问题。因此，一般情况下，都需要科研人员必须自己动手来制备符合AFM的技术要求的样品，才能获得满意的AFM 观察效果。
如游离细胞样品制备过程大致步骤如下：首先提取细胞；然后2.5%戊二醛固定；制备新鲜的云母表面；云母表面：用双面胶固定于基底表面；将固定细胞滴加于云母表面；氮气吹干并展平；用接触式或轻敲式进行细胞的表面形态观测。
又如活的培养细胞样品制备过程大致步骤如下：事先必须将培养皿或盖玻片用多聚赖氨酸进行处理；然后将细胞培养于培养皿或盖玻片上，迅速将培养皿或盖玻片制成小于1×1 cm 左右的小片；将指甲油滴加于AFM液体池底部；将小片的无细胞面沾到指甲油上；将培养液滴加到小片的有细胞面上；待指甲油干后，充入培养液于液体池中；将液体池置于AFM的扫描器上，即可进行细胞表面形态的成像观测。
如O’Reilly[5]等，利用AFM对一定数量的血红细胞表面形态及三维结构进行观测，并进行图象分析。从而得出细胞的厚度、宽度、表面积以及体积等的量化参数等。对于活细胞，也可以在AFM的液体池中进行动态的观察。通过液体池的进液孔可随时注入不同的化合物溶液，改变活细胞的液体环境（如离子浓度、pH值、温度、湿度等），进行动态的观测。Jena[6]等，利用AFM对感染病毒后细胞表面形态的改变、造骨细胞在加入底物（钴铬、钛、钛钒等）后细胞形态和细胞弹性的变化、GTP对胰腺外分泌细胞囊泡高度的影响进行研究。黄益民[7]等，利用原子力显微镜对自由基损伤的红细胞膜表面精细结构的研究，直接观察到自由基损伤，以及加女贞子保护作用后，对红细胞膜分子形貌学的影响。
如果是一些组织生物医学样品要进行AFM的表面形态的成像观测，样品制备过程大致步骤如下：选取组织表面较为平整的部位, 剪成0.5×0.5 cm小块,观测面朝上, 展平后贴在盖玻片上；滴加固定液于样品表面上,静置 30 分钟左右；最好用三蒸水冲洗去固定液中的溶质所形成的结晶；将盖玻片置于AFM的扫描器上，进行成像观测。一般来说，组织生物医学样品进行AFM的表面形态的成像效果还比较满意。
AFM观察细胞的表面形态结构，其分辨率还不够理想。这主要是由于细胞膜表面太软，探针的压力（无论是接触式，还是轻敲式）会使探针和样品表面的接触面积增大，从而使分辨率降低。AFM观察细胞的表面形态结构的分辨率，一般来说只能维持在nm到um之间。如果样品制备不好，仪器状况调整不佳，操作人员技术不够熟练，那么，AFM的分辨率还要低一些。
四、原子力显微镜对生物大分子的结构及其他性质的观测研究
原子力显微镜目前已广泛应用在蛋白质、核酸、DNA、磷脂生物膜、多糖等生物大分子以及有机化合物在空气或溶液中的形态观测研究中。如张英鸽[8]等，用AFM对乙酰胆碱酯酶分子进行显微成像。林璋，白春礼[9]等，用AFM进行亚精胺诱导DNA凝聚有序性的研究。Rief[10]等，用AFM研究了不同大小的力对单个葡聚糖分子的影响，其中可逆的构象变化已经得到分子动力学计算的证实。胡钧[11]等，人工操纵病毒的原子力显微镜研究，首次实现了复杂的体系，一种线性噬菌体病毒的人工拉直与定向, 并利用原子力显微镜对拉直前后的病毒进行了观察与测量。用AFM对生物大分子进行形态结构观察，样品制备也很重要。
如蛋白质样品制备过程大致步骤如下：蛋白质吸附固定法： 首先将云母裁成1×1 cm 的小片, 用双面胶固定于AFM 基底上，制备新鲜裂解的云母表面；将一定浓度的蛋白溶液滴加于云母表面, 用氮气将其展平, 吹干，则蛋白便可吸附于云母表面；将液体池置于AFM 的扫描器上，即可进行细胞表面形态的成像观测。该方法简便易行, 可满足一般成像的要求。缺点是蛋白质固定不一定牢固,可能会出现脱落或拖动现象。另一种是蛋白质共价固定法：利用蛋白质分子上的氨基与疏基丙酸的羧基形成肽键连接的原理，进行蛋白质的固定。该方法固定比较牢固。缺点是方法复杂, 费时费力。固定好的样品置于AFM的扫描器上，即可进行生物大分子表面形态结构的成像观测。
