生物原子力顯微鏡是一種以物理學(xué)原理為基礎(chǔ)，通過(guò)掃描探針與樣品表面原子相互作用而成像的新型表面分析儀器。利用一個(gè)很尖的探針對(duì)樣品掃描，探針固定在對(duì)探針與樣品表面作用力極敏感的微懸臂上。懸臂受力偏折會(huì)引起由激光源發(fā)出的激光束經(jīng)懸臂反射后發(fā)生位移。檢測(cè)器接受反射光，最后接受信號(hào)經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采集、處理、形成樣品表面形貌圖像。
1、對(duì)細(xì)胞和細(xì)胞器的觀察
原子力顯微鏡Z重要的特點(diǎn)是，在接近自然生理?xiàng)l件下，可以在原子和分子水平研究生物組織結(jié)構(gòu);測(cè)量表面的粘彈性、摩擦力等，因此，可以獲得更多信息。利用相應(yīng)的軟件，對(duì)得到的圖像進(jìn)行量化分析處理，可以得到細(xì)胞細(xì)胞器的厚度、寬度、表面積、體積及其特征比較等量化參數(shù)。
通常細(xì)胞可以很好的吸附在基底上，不會(huì)被探針推走。到目前為止原子力顯微鏡觀測(cè)細(xì)胞的分辨率一般為20～50nm，雖不足以分辨出細(xì)胞表面的蛋白，但可以觀測(cè)到質(zhì)膜的重排、骨架的移動(dòng)等。
2、對(duì)細(xì)胞形態(tài)變化的動(dòng)態(tài)觀察
原子力顯微鏡能夠?qū)罴?xì)胞在生理、病理?xiàng)l件下，跟蹤形態(tài)結(jié)構(gòu)的變化，進(jìn)行動(dòng)態(tài)觀察。改變活細(xì)胞溶液的環(huán)境，如pH值、離子濃度等參數(shù)，引發(fā)細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)的改變，利用原子力顯微鏡進(jìn)行動(dòng)態(tài)觀察。例如，對(duì)于飽和PC雙層膜，少量的tris可以產(chǎn)生波紋相，證明了溶液中的分子是細(xì)胞波紋相存在的重要因素。而在此之前，一般認(rèn)為波紋相是磷質(zhì)脂質(zhì)體固有的性質(zhì)。
3、生物大分子超微細(xì)結(jié)構(gòu)的觀察
原子力顯微鏡成像的意義，不僅能夠在分子水平了解大分子形態(tài)，更重要的是在成像的基礎(chǔ)上，用原子力對(duì)生物大分子的其它性能進(jìn)行研究，如抗原-抗體之間的作用力，生物膜的親疏水性等的研究。
