Atomarkraftmikroskopi

Atomarkraftmikroskopi (AFM) blev opfundet i 1986. AFM bygger på et simpelt mekanisk princip, hvor vekselvirkningerne mellem prøven og en meget spids nål (en 'tip'), som skannes hen over prøvens overflade, måles ved hjælp af ultrafølsom laserteknik. Med denne teknik er det muligt under ideale forhold at opnå en lateral opløsning på atomart niveau. Den vertikale opløsning er under 0,1nm.

Princippet i et atomarkraftmikroskop

For vandige opløsninger af blødt biologisk materiale er den rumlige opløsning normalt noget mindre. Ved passende præparation af prøven, f.eks. fiksering på et fast substrat, giver AFM hermed mulighed for billeddannelse af den topografiske struktur af prøven, og i visse tilfælde er det muligt at følge tidsudviklingen af en biokemisk proces, f.eks. en enzymatisk reaktion.

Eksempler på atomarkraftmikroskopiske undersøgelser af biologiske overflader, her lipidmembraner. Billedet til venstre viser nedbrydningen af en membran under indvirkning af et fedtnedbrydende enzym. Billedet til højre viser strukturen i en membran dannet af en blanding af to forskellige fedtstoffer

AFM gør det muligt at måle kræfter helt ned til pico-Newton-størrelser, dvs. så svage som en titusindedel af en stærk (kovalent) kemisk binding. Heri ligger metodens potentiale med hensyn til at studere fysiske vekselvirkninger mellem enkelte molekyler f.eks. mellem to DNA-molekyler, mellem forskellige proteiner, eller mellem en receptor og en ligand, f.eks. et lægemiddel.

Måling af kræfterne mellem enkelte molekyler ved hjælp af spidsen i et atomarkraftmikroskop