●1緒論1
2儀器4
2.1原子力顯微鏡4
2.2壓電掃描器6
2.3探針和懸臂8
2.3.1懸臂的幾何形狀8
2.3.2探針針尖的幾何形狀10
2.3.3探針針尖功能化12
2.4樣品架12
2.4.1液體樣品池12
2.5檢測方法13
2.5.1光學檢測：激光束偏移13
2.5.2光學探測器：干涉測量15
2.5.3電子探測器：電子隧道15
2.5.4電檢測器：電容17
2.5.5電探測器：壓電懸臂17
2.6控制繫統18
2.6.1AFM電子18
2.6.2電子操作19
2.6.3反饋控制回路21
2.6.4設計22
2.6.5提高大掃描器的性能23
2.7振動隔離：熱和機械23
2.8校準24
2.8.1壓電掃描器的非線性特性25
2.8.2探針相關因素：卷積效應25
2.8.3校準標準26
2.8.4掃描校準樣品的探針針尖27
2.9整合型原子力顯微鏡28
2.9.1聯用AFM光學顯微鏡28
2.9.2“潛艇AFM”——聯用AFMLangmuir槽29
2.9.3聯用AFM表面等離子共振技術29
2.9.4冷凍AFM30
參考文獻30
3基本原理33
3.1力33
3.1.1範德瓦爾斯力和力距離曲線33
3.1.2靜電力35
3.1.3毛細管力和黏附力35
3.1.4雙層力37
3.2成像模式37
3.2.1接觸直流模式38
3.2.2交流模式：輕敲模式和非接觸模式38
3.2.3偏轉模式43
3.3成像類型44
3.3.1形貌45
3.3.2摩擦力45
3.3.3相位45
3.4基底46
3.4.1雲母47
3.4.2玻璃47
3.4.3石墨47
3.5一般問題47
3.5.1熱漂移47
3.5.2多針效應48
3.5.3“泳池”偽像49
3.5.4高反射樣品上的光學干擾49
3.5.5樣品粗糙度50
3.5.6樣品流動性51
3.5.7液體中成像51
3.6開始52
3.6.1DNA52
3.6.2麻煩的大樣品54
3.7圖像優化56
3.7.1灰度級和彩色表56
3.7.2亮度和對比度56
3.7.3高通和低通濾波56
3.7.4歸一化和平面擬合56
3.7.5去尖57
3.7.6傅裡葉過濾57
3.7.7相關平均58
3.7.8立體圖和浮雕58
3.7.9做好你的功課58
參考文獻59
4大分子60
4.1成像方法60
4.1.1針尖黏附、分子損傷和推移60
4.1.2將大分子沉積在基底上60
4.1.3金屬塗層樣品62
4.1.4在空氣中成像62
4.1.5非水性液體成像63
4.1.6將分子與基底結合63
4.1.7在水或緩衝液下成像66
4.2核酸（DNA）68
4.2.1DNA成像68
4.2.2DNA構像、大小和形狀69
4.2.3DNA蛋白相互作用74
4.2.4特定站點的定位和繪譜77
4.2.5染色體79
4.3核酸（RNA）81
4.4多糖82
4.4.1多糖成像83
4.4.2大小、形狀、結構和構像84
4.4.3聚集體，網絡和凝膠90
4.4.4纖維素，植物細胞壁和澱粉95
4.4.5蛋白多糖和黏蛋白100
4.5蛋白質102
4.5.1球狀蛋白102
4.5.2抗體107
4.5.3纖維蛋白108
參考文獻112
5界面繫統167
5.1界面介紹167
5.1.1表面活性167
5.1.2界面繫統AFM研究170
5.1.3Langmuir槽170
5.1.4Langmuir-Blodgett膜轉移171
5.2樣品制備172
5.2.1清潔方案：玻璃器皿和槽172
5.2.2基底174
5.2.3浸漬175
5.3磷脂175
5.3.1早期磷脂膜AFM研究176
5.3.2AFM修飾磷脂雙層177
5.3.3AFM研究雙層內在性質179
5.3.4磷脂雙層中的波紋相181
5.3.5混合磷脂膜184
5.3.6支撐層的影響186
5.3.7磷脂層的動態過程188
5.4脂質體和完整的囊泡192
5.4脂質蛋白混合膜193
5.5.1磷脂雙層的高分辨率研究197
5.6混雜脂質/表面活性劑膜198
5.7界面蛋白膜198
5.7.1具體注意事項198
5.7.2界面蛋白膜的AFM研究200
參考文獻204
6有序大分子211
6.1三維晶體211
6.1.1結晶纖維素211
6.1.2蛋白質晶體212
6.1.3核酸晶體214
6.1.4病毒和病毒晶體215
6.2二維蛋白晶體：介紹218
6.2.1AFM必須提供什麼218
6.2.2樣品制備：膜蛋白220
6.2.3樣品制備：可溶性蛋白質220
6.3二維膜蛋白晶體的AFM研究222
6.3.1紫膜222
6.3.2縫隙連接224
6.3.3光合蛋白膜226
6.3.4腎膜中的ATP酶227
6.3.5PmpF孔蛋白227
6.3.6細菌S層228
6.3.7噬菌體-29頭尾連接子231
6.3.8膜動力學的AFM成像232
6.3.9膜蛋白的力譜234
6.3.10氣體囊泡蛋白234
6.4可溶性蛋白質二維晶體的AFM研究235
6.4.1成像條件237
6.4.2靜電考慮238
參考文獻240
7細胞、組織和生物礦物250
7.1成像方法250
7.1.1樣品準備250
7.1.2力繪譜和機械測量252
7.2微生物細胞：細菌，孢子和酵母菌261
7.2.1細菌261
7.2.2酵母269
7.3血細胞269
7.3.1紅細胞270
7.3.2白細胞和淋巴細胞272
7.3.3血小板272
7.和神經膠質細胞273
7.5上皮細胞275
7.6非融合腎細胞276
7.7內皮細胞277
7.8心肌細胞278
7.9其他哺乳動物細胞280
7.10植物細胞283
7.11組織286
7.11.1嵌入切片287
7.11.2無嵌入切片287
7.11.3水合切片288
7.11.4冷凍斷裂復制品289
7.11.5免疫標記289
7.12生物礦物290
7.12.1骨、肌腱和軟骨290
7.12.2牙291
7.12.3外殼292
參考文獻293
8其他探針顯微鏡310
8.1概述310
8.2掃描隧道顯微鏡310
8.3掃描近場光學顯微鏡313
8.4掃描離子電導顯微鏡314
8.5掃描熱顯微鏡316
8.6光鑷和光子力顯微鏡317
參考文獻320
9力譜321
9.1原子力顯微鏡的力測量321
9.2力譜的第一步：從原始數據到力距離曲線322
9.2.1定量懸臂位移322
9.2.2確定懸臂彈性常數323
9.2.3力距離曲線分析325
9.3拉伸方法327
9.3.1分子的固有彈性特性327
9.3.2分子識別力譜331
9.3.3化學力顯微鏡（CFM）335
9.4推壓方法335
9.4.1膠體探針顯微鏡（CPM）335
9.4.2如何制作膠體探針懸臂組件337
9.4.3變形和壓痕方法340
9.5力距離曲線分析341
9.5.1蠕蟲狀鏈和自由連接鏈模型341
9.5.2分子相互作用343
9.5.3變形分析345
9.5.4剝離時的黏合力345
9.5.5變形時的彈性壓痕深度（δ）和接觸半徑（犪）346
9.5.6零載荷時的接觸半徑346
9.5.7膠體力347
參考文獻348
掃描探針顯微鏡（SPM）相關參考書籍356
索引358

《原子力顯微鏡及其生物學應用》是原子力顯微鏡在生物學應用方面的經典著作，自1999年首次出版以來取得良好反響，並於2010年進行了第二次修訂出版。本書的三位著者Victor J.Morris,Andrew R.Kirby,A.Patrick Gunning均在有名的英國Quadram生物科學研究所（原食品研究所）工作，都是國際有名的原子力顯微鏡生物學（特別是食品）應用專家。本書共9章，內容涵蓋原子力顯微鏡的設備介紹、使用方法及其相關的應用研究領域，既包含了原子力顯微鏡技術的基本原理，又探討了其應用在不同生物組織繫統中的關鍵問題。本書適合從事與原子力顯微鏡技術相關的如生物學、材料學、食品科學等領域的技術人員、科研人員及相關專業的師生閱讀參考。