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1、20年第卷第4期原子力显微镜在临床医学中的应用陈宝安杜鹃(。,AFM)摘要原子力显微镜t而而p是80年代初发展起来的一种新型的表面结,。_,构分析仪器具有纳米水平的超高分辨率AFM在医学卜应用越来越受到关注有些形态研究和动力学,、、、、、、。研究己涉及到临床医学包括病理科临床检验科口腔科心血管内科呼吸科消化科神经内科等关键;;词AFM医学应用医学的侮一步前进都与科技发展和应用密AFM的结构和原理,。、切相关一个明显的例证就是显微镜的应用一AFM的结构AFM是80年代初发展,,1858年开始的光学显微镜打开了
2、人类认识疾起来的一种新型的表面结构分析仪器是一项高,,;新科技产品是由iBnig等l]在扫描隧道显微病的新天地使疾病的认识达到了细胞水平,,r1950年出现了电子显微镜(EM)把疾病的认镜(STM)的荃础上研制成功且经Neubaue,。;识提高到亚细胞水平在1986的时候又一种等进一步发展的它能观察STM不能观察的非,,新的显微镜问世了称之为原子力显微镜导体物质的高分辨表面形貌具有纳米水平的(。。:AFM)AFM可以直观地呈现出物质的分子超高分辨率AFM系统主要有以下几部分①,;和原子结构把对疾病的认识又提
3、高到了原子带针尖的力敏感元件②力敏感元件运动检测水平。这为人类对微观世界的进一步探索提供装置;③监控力敏感元件运动的反馈回路;④了理想的工具,为疾病的诊治提供了有价值的扫描系统,(一般使用压电陶瓷)其作用是使。;;新途径样品进行扫描运动⑤图像采集及显示⑥图1z[。,。像处理系统如图12所示`曰è曰今下.`隧T道尖分成两部分的光敏元件l激光束徽悬臂人F加的探图1妙日丁作原理示意图图ZA限的概念图、S,二AFM的工作原理l[]AFM的工作原理在极微弱的排斥力(IJN一10)通过在扫匆,,是将一个对微弱力极敏感的
4、微悬臂一端固定描时控制这种力的恒定带有针尖的微悬臂将,另一端有一微小的针尖针尖与样品表面轻轻对应于针尖与样品表面原子间作用力的等位面接触。由于针尖尖端原子与样品表面原子间存而在垂直于样品的表而方向起伏运动,利用光学检测法或隧道电流检测法,可测得微悬臂对,:作者单位21(心四东南大学医学院附属中大医院血液科应于扫描各点的位置变化从而可以获得样品现代医学仪器与应用表而形貌的信息。A的主要优点是所观察的展示了各种细胞的形态。淋巴细胞仅有很少几,、,可以避免处隆肿巨噬细胞显示出比较模糊的吞噬细胞标本不需包埋覆盖EM
5、所必须做的一系列处理zI[。AFM、,,的工作环境可以是真空凹直径在10010林m有时显示出有微绒、电、,,~。气体化学环境超高真空和溶液样品可毛甚至观察到巨噬细胞正在吞噬粒细胞正以是金属、半金属、半导体及绝缘体,荃地可常的间皮细胞表面显示出长度可变的和精细的以是云母、硅、高取向热解石墨、玻璃、金等。微绒毛。间皮细胞几乎完全被致密的地毯状的A。「M在医学上的应用精细的微绒毛所覆盖变质的间皮瘤细胞缺乏口],,自1986年iBnig等发明了第一台AMF细胞膜直径范围在1一2但以前用光学显娜,AFM。。以来也己被
6、广泛应用到生物样品中ls]微镜错误地解释为液泡一些腺癌细胞表现出可以在生理状态F观察任何活的生命样品和动分泌器官水肿(起泡,)大小随凹痕而变化并态过程,例如观察各种条件户骨骼细胞的动能明确了各种细胞表而在背景周围显露的颗粒状’l、5[]、,的变化观察出胞作用检测活细胞ATP纹理大多数来自于蛋白质在渗出液中的沉淀活化网及对。,。人类头发的研究等自90年代以来作用,,AFM在医学上应用越来越受到关注有些形态AFM还通过观察病毒感染活细胞的过程,。研究和动力学研究己涉及到临床医学包括病发现了此过程中细胞膜的弹性改
7、变最初的研、、、、。理科临床检验科口腔科心血管内科呼究是单个活细胞(非感染)的力学响应性用、、。,吸科消化科神经内科等现就AFM在上述微吸管吸附住活细胞首先用AFM针尖与吸管,,,科室某些方面的应用分述如下。接触记录吸管自身的频率然后放土细胞,、A一在病理科的应用根据目前FM的现针尖与细胞表面接触扫描又得到一个频率检,。e状Bmd等认为在某些领域己具备了进入临床测力学反响性质一方面可以确定扫描针尖合病理检验的条件7[]。目前肿瘤诊断最可靠的手段适的力,更重要的是能证明不同细胞的特殊性。是建立在组织细胞水平上
8、的病理学方法,但存这对医学有重要的意义,因为这能鉴别细胞,18。细“”,在着细胞良恶性及来源判断不准确的问题甚至对于细胞内部提供指纹也许能提高,,。胞学准确率大约58%只有个别能达到90%药物疗效当病毒在血液里流动通过高Q值的,,肿瘤细胞组织学种类的准确率仅为50%一70%可调频的超声或微波空腔谐振器时若生物分,ol上病毒aKenk等认为光学显微镜与扫描电子显微镜子显现狄窄的拉曼式的激发也许能阻,(S、,、EM)
