原子力顯微鏡在細(xì)菌研究中的應(yīng)用.pdf

1、原子力顯微鏡(atomicforcemicroscopy，AFM)在生物學(xué)中的應(yīng)用發(fā)展迅猛，主要在于AFM在研究生物學(xué)材料時(shí)有幾個(gè)優(yōu)于普通顯微鏡技術(shù)的好處。例如，AFM可直接對(duì)大多數(shù)生理狀態(tài)的生物學(xué)分子和細(xì)胞進(jìn)行成像，并且不需要樣品的繁瑣處理，以分子分辨率可獲得樣品表面形貌結(jié)構(gòu)的三維圖像。 許多學(xué)者使用AFM已在微生物學(xué)方面進(jìn)行了廣泛研究，包括形貌觀察、藥物機(jī)制的探討、如彈性等表面性質(zhì)的研究、納米機(jī)械運(yùn)動(dòng)的實(shí)時(shí)檢測(cè)等。AFM尤其

2、在細(xì)菌樣品上研究得較多，這是因?yàn)榧?xì)菌的通常尺寸(μm)也正適合于用AFM進(jìn)行研究。據(jù)文獻(xiàn)資料，細(xì)菌AFM制樣還存在問題，富勒醇對(duì)細(xì)菌的作用效果還未見報(bào)道，等等。鑒于此，本文使用新技術(shù)AFM就細(xì)菌制樣、戊二醛在細(xì)菌上的固定作用效果、富勒醇等物質(zhì)對(duì)細(xì)菌的作用機(jī)制、枯草桿菌的自溶等內(nèi)容進(jìn)行了初步研究。本論文的主要研究結(jié)果如下： 1.本文首先選擇了在煙草植株上普遍發(fā)生并引起毀滅性病害的煙草野火病菌，系統(tǒng)研究了該菌在不同襯底上的粘附固定效

3、果，尋找到更為簡(jiǎn)便有效的制樣襯底APTES-云母；并驗(yàn)證了APTES-云母襯底對(duì)另一種G-細(xì)菌棉花角斑病菌和一種G+細(xì)菌枯草桿菌亦獲得較好的結(jié)果。 2.使用AFM評(píng)價(jià)了戊二醛在不同細(xì)菌上的固定效果。研究結(jié)果表明，戊二醛固定后，AFM觀察結(jié)果發(fā)生了明顯改變，包括細(xì)菌高度增加、表面皺褶的出現(xiàn)和更清晰圖像的獲得。 3.具有潛在應(yīng)用價(jià)值的富勒醇對(duì)煙草野火病菌和枯草桿菌的個(gè)體大小和表面形貌未發(fā)生明顯的影響，但可顯著促進(jìn)兩種細(xì)菌的繁

4、殖。通過AFM所獲得這些直觀結(jié)果，結(jié)合前人對(duì)富勒烯衍生物的研究結(jié)果，推測(cè)富勒醇的作用機(jī)制可能與其自由基清除能力和胞間信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)作用有關(guān)。 4.對(duì)自溶的過程系統(tǒng)觀察結(jié)果表明，枯草桿菌不論是否存在于含有C源和N源培養(yǎng)環(huán)境中，在冷激和單價(jià)陽離子存在的情況下總能發(fā)生自溶。低溫條件下枯草桿菌新陳代謝的不正常引起了細(xì)胞壁上自溶酶的改變，從而暴露出來，高濃度Na+激活細(xì)胞壁上的自溶酶，引起細(xì)胞壁裂解，隨之導(dǎo)致細(xì)胞壁抗膨壓能力明顯降低；細(xì)胞吸水膨