面向液体环境中细胞与生物分子系统的局部机电探测

机电耦合在生物系统中无处不在，实例涵盖从钙化与结缔组织中的简单压电性，到电压门控离子通道、线粒体中的能量存储，以及心肌细胞和外毛细胞静纤毛中的机电活动。压电力显微镜（PFM）最初作为一种研究铁电材料中机电现象的技术而出现，近年来被用于研究广泛的非铁电极性材料，包括压电生物材料。与此同时，该技术已从环境成像扩展到模型铁电系统的液体成像。在此，我们展示了在液体环境中对几种模型细胞与生物分子系统进行局部机电探测的结果，包括胰岛素和溶菌酶淀粉样纤维、乳腺腺癌细胞以及细菌视紫红质。我们描绘了液体中 SPM 操作的具体特征，并指出了迈向生物系统纳米级分辨率机电成像路径上的瓶颈。