原子力顯微鏡利用微懸臂感受和放大懸臂上尖細探針與受測樣品原子之間的作用力，從而達到檢測的目的，具有原子級的分辨率。在材料科學(xué)、生命科學(xué)以及表面科學(xué)等領(lǐng)域中有著廣闊的發(fā)展前景。

原子力顯微鏡的技術(shù)特點

　　原子力顯微鏡本身的優(yōu)勢是其在生物學(xué)中得以迅速發(fā)展的主要原因：

　?、僭恿︼@微鏡技術(shù)的樣品制備簡單，無需對樣品進行特殊處理，因此，其破壞性較其它生物學(xué)常用技術(shù)(如電子顯微鏡)要小得多;

　?、谠恿︼@微鏡能在多種環(huán)境(包括空氣、液體和真空)中運作，生物分子可在生理條件下直接成像，也可對活細胞進行實時動態(tài)觀察;

　?、墼恿︼@微鏡能提供生物分子和生物表面的分子/亞分子分辨率的三維圖像;

　?、茉恿︼@微鏡能以納米尺度的分辨率觀察局部的電荷密度和物理特性，測量分子間(如受體和配體)的相互作用力;

　?、菰恿︼@微鏡能對單個生物分子進行操縱;

　?、抻稍恿︼@微鏡獲得的信息還能與其它的分析技術(shù)和顯微鏡技術(shù)互補。

　　原子力顯微鏡還具有對標本的分子或原子進行加工的能力，例如，可搬移原子，切割染色體，在細胞膜上打孔等等。綜上所述，原子級的高分辨率、觀察活的生命樣品和加工樣品的力行為成就了原子力顯微鏡的三大特點。

原子力顯微鏡在生化研究中的應(yīng)用

　　原子力顯微鏡能對轉(zhuǎn)錄的過程進行實時觀察，在加入核苷酸后，沉積到云母上的延長復(fù)合物沿著DNA模板單向移動。兩個對照實驗證實RNAP與DNA的相對移動與轉(zhuǎn)錄的實際情況相符。通過PAGE對反應(yīng)產(chǎn)物進行分析，結(jié)果顯示與云母結(jié)合的復(fù)合物具有活性，而且轉(zhuǎn)錄的速度與用原子力顯微鏡測得的近似生物分子的構(gòu)象改變也是原子力顯微鏡的重要觀察內(nèi)容。將尿素酶沉積到云母上并用原子力顯微鏡掃描，在液池中加入尿素后發(fā)現(xiàn)，懸臂的垂直波動明顯增加，這提示由酶活動引起的構(gòu)象改變能直接通過原子力顯微鏡記錄下來。

　　原子力顯微鏡在研究分子識別中的應(yīng)用分子間的相互作用在生物學(xué)領(lǐng)域中相當(dāng)普遍，例如受體和配體的結(jié)合，抗原和抗體的結(jié)合，信息傳遞分子間的結(jié)合等，是生物體中信息傳遞的基礎(chǔ)。原子力顯微鏡可作為一種力傳感器來研究分子間的相互作用。生物素和抗生物素蛋白鏈菌素間有高親和力，其相互作用的熱力學(xué)數(shù)據(jù)也較為清楚。因而，生物素和抗生物素蛋白鏈菌素是原子力顯微鏡測定特異相互作用力的良好典型。

　　原子力顯微鏡在物質(zhì)超微結(jié)構(gòu)研究中的應(yīng)用：原子力顯微鏡可以直接觀察到表面缺陷、表面重構(gòu)、表面吸附體的形態(tài)和位置、以及有表面吸附體引起的表面重構(gòu)等。原子力顯微鏡可以觀察許多不同材料的原子級平坦結(jié)構(gòu)，例如，可以用原子力顯微鏡對DL-亮氨酸晶體進行研究，可觀察到表面晶體分子的有序排列，其晶格間距與X射線衍射數(shù)據(jù)相符。已有文獻報道了關(guān)于采用原子力顯微鏡對APA薄膜的表面結(jié)構(gòu)進行研究的內(nèi)容，發(fā)現(xiàn)了APA表面的特殊結(jié)構(gòu)，從而揭示了APA表面超微結(jié)構(gòu)對半滲透性的重要意義。目前，利用原子力顯微鏡已獲得了DNA、透析薄膜、烷烴分子、脂肪酸薄膜以及多糖等的超微結(jié)構(gòu)的圖象。

原子力顯微鏡在細胞檢測的應(yīng)用

　　應(yīng)用原子力顯微鏡可研究活細胞或固定細胞如紅細胞、白細胞、細菌、血小板、心肌細胞、活腎上皮細胞及神經(jīng)膠質(zhì)細胞的動態(tài)行為。原子力顯微鏡對體外動態(tài)細胞的分析具有非凡的能力。這些研究大都把樣品直接放置在玻片上，不需要染色和固定，樣品制備和操作環(huán)境相當(dāng)簡單。用免疫膠體金標記細胞膜則打開了細胞表面抗原高分辨定位之門。

　　原子力顯微鏡細胞成像如：用原子力顯微鏡研究活腎上皮細胞，可在漿膜小斑上以50nm的分辨率觀察細胞骨架元素、漿膜淺凹和膜結(jié)合絲。用原子力顯微鏡觀察血小板的運動，可看到微絲結(jié)構(gòu)、顆粒傳輸?shù)郊毎|(zhì)外側(cè)及活化中細胞成份的再分配。游走上皮細胞的漿膜可用原子力顯微鏡實時成像。

原子力顯微鏡的應(yīng)用前景

　　原子力顯微鏡現(xiàn)已成為一種獲得樣品表面結(jié)構(gòu)高分辨率圖像的有力工具。高分辨率是原子力顯微鏡的優(yōu)勢。其分辨率在理論上能達到原子水平，但目前還沒有實現(xiàn)，如何作出更細的針尖將有助于其分辨率的進一步提高。而隨著樣品制備技術(shù)的完善，原子力顯微鏡必將成為一種常規(guī)的研究工具。