基于原子力显微镜的溶液环境下单个天然状态病毒颗粒多参数成像及纳米力学特性分析

目的 研究单个病毒颗粒的行为特性对于揭示调控病毒生命周期的内在机制、发展新型抗病毒治疗方法具有重要基础意义。原子力显微镜（AFM）的出现为高分辨率探测单个病毒颗粒的结构和力学特性提供了新的强大工具，极大地促进了物理病毒学的发展。然而，目前人们对于力学特性在病毒生命活动过程中调控作用的认知仍然很不足，特别是利用多参数AFM成像技术对病毒颗粒开展的研究还不多见。本文结合AFM多参数成像技术和压痕实验技术研究了溶液环境下化学刺激诱导的单个天然状态病毒颗粒结构及力学特性动态变化。方法 通过在盖玻片基底表面覆盖一层多聚赖氨酸以将慢病毒颗粒吸附到基底，随后利用AFM直接在溶液环境下对天然状态的单个病毒颗粒进行探测。基于AFM峰值力轻敲（PFT）多参数成像模式，同时获取单个病毒颗粒的形貌结构及力学特性图。在AFM形貌图导引下控制AFM探针移动至单个病毒颗粒中央部位进行压痕实验以测量病毒力学特性。利用75%酒精溶液对病毒颗粒进行处理后，对病毒颗粒的形貌结构及力学特性变化情况进行观测。结果 利用AFM在溶液环境下可对单个病毒颗粒的形貌及力学特性进行高质量成像表征，实验结果显示病毒颗粒在空气中和溶液中分别呈现不同的黏附特性和弹性特性。经过酒精处理后，病毒颗粒形状变得不规则，且病毒颗粒的杨氏模量显著增加，形变能力显著减弱。结论 本文结果为研究溶液环境下单个天然状态病毒颗粒的结构和纳米力学特性提供了新的方法，对于病毒学研究具有广泛的基础意义。