接触模式原子力显微镜作为一种快速进行形态观察与细菌细胞损伤分析的技术

本方案展示了如何使用接触模式原子力显微镜观察因特定疾病或治疗引起的细胞形态变化。建议在该实验过程中使用密封容器，以避免污染，并应尽快分析固定后的样品，防止样品老化。首先，通过将载玻片在火焰上轻轻来回移动数次，使样品干燥，从而将样品固定在载玻片上。

将固定的样品放入培养皿中，并运送至原子力显微镜设备处进行观察。接着，打开计算机和原子力显微镜。然后在软件中选择接触模式、ContAI-G探针和自动倾斜选项。

通过将设定点设为20纳米，P增益设为10,000，I增益设为1,000，D增益设为零，针尖电压设为零毫伏，来设置Z控制器的默认值。使用70微米扫描范围的探头，将样品置于原子力显微镜接触模式下。通过安装在扫描头内集成的两个透镜上的相机，快速查看探针下方区域的表面形貌。

现在，通过在 XY 平面内手动移动来选择目标区域。让探针通过电子方式接近样品表面，直至接触到表面。通过减小 XY 方向的倾斜度，电子调节扫描器和样品表面的 XY 测量平面。

将软件的标准参数设置为每秒一行，每行256个点。然后对70乘70微米的区域进行全扫描。使用缩放工具选择更小的区域。

通过电子方式缩回悬臂，并沿 XY 平面移动样品，从样品中选择一个新的区域。然后按照之前演示的方法进行新的扫描。接下来，在滤波选择的图像工具菜单中使用逐行调平功能进行数据处理。

优化颜色条的最大值和最小值高度，以获得最佳图像分辨率。最后，使用分析菜单进行图像分析。使用所需工具选择起始点和终点，以确定长度和距离。

细菌培养物的原子力显微镜分析显示，金黄色葡萄球菌培养物呈区域分布，伴有球菌聚集体。放大尺度后观察到更清晰的种群分布及球菌形态特征。原子力显微镜接触模式图像可用于测定球菌大小，结果显示其平均宽度为1.25 µm。

湖南假单胞菌在玻璃载体表面呈均匀分布，形成一层紧密附着的单细胞层。该菌体呈杆状，长度为1.9微米，宽度为0.9微米。金黄色葡萄球菌经氧化镁纳米颗粒微量稀释暴露后，由于细胞结构严重受损，导致其表面光滑度和均匀轮廓丧失。

在高于 MIC 的浓度下，观察到培养物中出现囊泡形成和胞质物质释放。在大肠杆菌培养物中也获得了类似结果，对照组显示出光滑的表面，突出其均匀的杆状形态。当纳米颗粒暴露浓度达到 1,000 PPM 时，结构完全消失，仅剩下可辨识的轮廓。

正确进行样品固定非常重要，因为这对于后续分析至关重要。图像滤波器有助于提供良好的图像分辨率和样品细节。采用固定方法后，可应用原子力显微镜的非接触模式，这有利于机械性能的研究。

该方法可能成为一种经济且实用的工具，适用于以细菌细胞损伤分析为重点的医学与微生物学研究。