原子力顯微鏡已在材料學(xué)、分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)等領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用。它的工作原理是：將一個(gè)對(duì)微小影響作用力極敏感的微懸臂一端進(jìn)行固定，另一端有一微小針尖，同距離以及有關(guān)的針尖一樣品間相互之間作用力可能會(huì)引起微懸臂的形變，形變量的大小可作為研究樣品一針尖相互競(jìng)爭(zhēng)作用力的直接可以量度，由光學(xué)系統(tǒng)檢測(cè)法或隧道工作電流通過檢測(cè)法獲得。掃描時(shí)，反射到探測(cè)器的光信號(hào)作為反饋信息，使系統(tǒng)保持樣品與針尖之間的相互作用力或距離恒定，為此，攜帶樣品的壓電掃描儀必須隨著樣品形狀的變化不斷調(diào)整Z軸方向的位置，此時(shí)記錄每個(gè)點(diǎn)的高度變化。并由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)。即，獲得樣品表面的三維形狀信息。
原子力顯微鏡在觀察以及細(xì)胞進(jìn)行表面存在形態(tài)的同時(shí)可測(cè)得單個(gè)細(xì)胞的局域力學(xué)相關(guān)信息，如細(xì)胞的彈性、黏度等不僅可通過研究分析靜態(tài)的細(xì)胞組織結(jié)構(gòu)，還可動(dòng)態(tài)地觀察這些細(xì)胞能夠隨時(shí)問的生物學(xué)功能特性發(fā)生改變，同時(shí)發(fā)展具有納米級(jí)的空間分辨率和皮牛頓級(jí)的力學(xué)靈敏度，在細(xì)胞生物學(xué)技術(shù)方面發(fā)揮著無可替代的作用。用這種方法測(cè)得的力-距離曲線可以定量反映刀尖與樣品之間的力。采用金剛石探針，配備一個(gè)專用的軟件，它能夠進(jìn)行測(cè)量微區(qū)的納米壓痕，據(jù)此可以繪制的力一位移變化曲線，可用于企業(yè)彈性模量的定量分析測(cè)量。
細(xì)胞的力學(xué)性質(zhì)主要取決于細(xì)胞骨架和細(xì)胞膜的粘彈性，當(dāng)外界條件改變時(shí)，細(xì)胞膜粘彈性的變化比細(xì)胞形態(tài)的變化更明顯。原子力顯微鏡常用Hertz模型進(jìn)行測(cè)量方法多種不同細(xì)胞的楊氏彈性模量。平滑肌細(xì)胞培養(yǎng)結(jié)果表明，與天然動(dòng)脈中層剛度相似的pa基質(zhì)可增加平滑肌細(xì)胞的鋪展面積，聚賴氨酸多層膜的鋪展面積也相同，說明細(xì)胞的鋪展與材料的剛度有關(guān)。
由于它的高分辨率、獲取數(shù)據(jù)信息資源種類進(jìn)行廣泛應(yīng)用以及制樣簡(jiǎn)便、可在生理?xiàng)l件下可以操作等優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)逐漸成為社會(huì)組織建設(shè)工程管理研究中不可或缺的工具，但是我們對(duì)于一個(gè)紛繁復(fù)雜的生命教育系統(tǒng)，單一教學(xué)設(shè)備畢竟功能設(shè)計(jì)有限，必須與其它相關(guān)設(shè)備或技術(shù)主要手段如近場(chǎng)顯微鏡、電子顯微鏡、激光共聚焦顯微鏡、熒光顯微技術(shù)、X-射線衍射、抗體標(biāo)記、表面干涉等有機(jī)結(jié)合，原子力顯微鏡方能更有效地充分發(fā)揮其作用。隨著原子力顯微鏡技術(shù)的進(jìn)步、時(shí)間分辨率的提高以及與其他器件的結(jié)合，它必將在組織工程領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。
