ＡＦＭ可用于分子與分子、分子與細胞、細胞與細胞間作用力的測量，通過所測得的“力－距離”曲線可實現從分子到細胞間相互作用力及相關機械特性的分析。“力－距離”曲線即探針與樣品之間相對運動過程中所測得的探針與樣品之間相互作用力Ｆ和探針與樣品之間距離Ｓ之間的關系曲線。將多次測量的力曲線結合可得到力譜，根據ＡＦＭ的工作模式可將所得到的力譜分為靜態力譜與動態力譜：靜態力譜，針尖與樣品之間的相互作用力與兩者之間距離的關系可通過力－距離曲線直接得到；動態力譜，當針尖與樣品間足夠接近，會發生相互作用，引起共振頻率的變化，通過頻率變化可以分析表面作用力。動態模式下力測量具有高靈敏度，可用于小的拉伸區域下機械特性的分析，這樣的力靜態模式下難以測量。根據力曲線分析樣品的機械性能有很多可供選擇的理論模型，其中最常用的為Ｈｅｒｔｚ模型，該模型將探針與樣品的彈性接觸模擬成球體與另一物體之間的接觸，最大的不足在于忽略了黏滯力的存在。許多科學家在Ｈｅｒｔｚ模型的基礎上進行改進，提出了新的模型，Ｋ．Ｌ．Ｊｏｈｎｓｏｎ等人１９７１年首次提出彈性球體變形理論（ＪＫＲ理論），Ｂ．Ｖ．Ｄｅｒｊａｇｕｉｎ等人１９７５年提出了自己的彈性球體變形理論（ＤＭＴ理論）。這兩個理論由于反差太大，在剛開始提出的時候引發了強烈的爭議，最后研究發現這兩個理論為同一模型的兩個極端情況。Ｌ．Ｓｉｒｇｈｉ等人于２００８年在ＪＫＲ模型的基礎上進行改進得出了自己的彈性接觸模型，解決了ＪＫＲ僅限于球形壓頭頂點接觸的實驗要求。Ｗ．Ｃ．Ｏｌｉｖｅｒ與Ｇ．Ｍ．Ｐｈａｒｒ共同提出的模型能很好地用于柔軟的材料，該模型假定卸載過程中只恢復了彈性位移，這樣就可以得到樣品彈性模量。

基于ＡＦＭ的細胞機械特性分析，首先利用輕敲模式確定基底上細胞的位置，然后ＡＦＭ的針尖在細胞表面中心附近的位置點沿垂直方向做“逼近－回退”的往復運動，分別記錄針尖在逼近細胞并產生壓痕和回拉過程中探針懸臂彎曲程度的變化和壓電陶瓷位置的變化。該項技術目前被廣泛應用于與細胞機械特性分析相關的研究中，細胞機械特性的研究大體可分為兩類：一類為對生物特殊功能細胞的機械特性的分析，如人體眼角膜各層結構的彈性分析和阿拉伯芥菜根部表皮細胞的機械特性分析等，除此之外，微生物機械特性的分析也是細胞機械特性研究的一個重要方面，如噬菌體成熟過程中的剛度分析以及生理條件下煙草花葉病毒彈性研究等。第二類為細胞在外部刺激或各項生理過程中機械特性變化的研究，如哺乳動物細胞有絲分裂過程中機械特性的分析、藥物刺激前后淋巴瘤活細胞的形貌和彈性的變化以及松香油與共軛亞油酸對細胞骨架機械特性的影響等，近年來對細胞動態過程中機械特性的跟蹤分析已經成為生物細胞分析中的一個熱點話題。

在生物研究中胚胎發育、組織形成以及病毒與細菌引起的感染都依賴于細胞黏附，這些過程可以理解為細胞與細胞、特殊表面或有機矩陣之間的黏附，因此細胞黏附力的研究對于生命科學研究具有重要的意義。通過對特殊材料制造的ＡＦＭ探針或功能化的探針測得的“力－距離”曲線“回退”過程中的突變點分析可得到研究對象間的黏附強度，Ｂ．Ｊ．Ｐａｒｋ等人通過對李斯特菌屬與氮化硅間的黏附強度分析發現具有致病性的李斯特菌種較同類非致病性菌種黏附強度更大且表現為更突出的非均勻性；Ｈ．Ｓｈｉｎｔｏ等人通過ＡＦＭ分析小鼠腫瘤細胞與聚苯乙烯小球之間黏附力。利用自組裝單層（ＳＡＭ）技術包裹ＡＦＭ探針研究細胞之間的黏附力包含了多個細胞之間的作用力，無法準確測得細胞間的作用力。單細胞力譜（ＳＣＦＳ）的出現解決了這一問題，該方法通過在探針尖端或懸臂上附著一個細胞實現其功能化，能夠準確地獲取單個細胞間的相互作用力。、

單分子力譜（ＳＭＦＳ）通過操作單個分子分析分子內部或分子間作用力情況，主要應用于單分子機械性能分析及分子間配合作用力分析。細胞蛋白的機械特性對其生理機能起著至關重要的作用，ＳＭＦＳ在過去主要應用于體外單個細胞膜蛋白機械特性的分析及折疊實驗中，近幾年，該領域的研究已經開始轉向針對活體細胞上單個蛋白質的特性分析，如２００９年Ｖ．Ｄｕｐｒｅｓ等人利用ＳＭＦＳ技術實現了活酵母細胞表面Ｗｓｃ１蛋白納機械特性的分析。ＳＭＦＳ的另一個重要應用在于利用特定的分子功能化處理后的探針針尖測量分子間作用力，該技術廣泛應用于細胞表面受體與配體分子間結合力測量以及細胞表面分子識別。ＳＭＦＳ對膜蛋白的分析對于細胞黏滯、分子識別、轉錄、分子運動及蛋白質折疊等過程的分析具有重要意義，但是該技術目前也存在一些問題。ＳＭＦＳ最大的問題在于實驗數據中非特異性作用力信號，該類信號的存在會影響甚至覆蓋有用的信號，導致實驗數據處理過程復雜且無法保證準確。Ｓ．Ｚａｐｏｔｏｃｚｎｙ等人２０１２年提出了一種利用特殊材料對針尖進行功能化從而消除非特異性作用力的方法，并針對ＳＭＦＳ所存在的復雜數據處理問題進行了改進，提出利用黏附頻率來得到分子間作用力。
蘇州飛時曼精密儀器有限公司成立于2013年，在2015年，公司獲得江蘇省高新技術企業認證，擁有自主知識產權30多項，研發的多款產品被評為高新技術產品，并通過CE、ISO9001、SGS認證。公司的核心研究方向為光、機、電、算一體化的微納米檢測設備、先進的醫療儀器。飛時曼作為國內自主品牌、蘇州飛時曼精密儀器有限公司，其主要產品有：原子力顯微鏡系列（多模式原子力顯微鏡 FM-Nanoview1000AFM、一體式原子力顯微鏡 FM-Nanoview6800AFM、拉曼原子力顯微鏡一體機 FM-NanoviewRa-AFM、光學原子力顯微鏡一體機 FM-NanoviewOp-AFM、教學型原子力顯微鏡 FM-Nanoview T-AFM、教學型掃描隧道顯微鏡 FM-NanoviewT-STM、工業型原子力顯微鏡 FM-NanoviewLS-AFM、拉曼光譜儀RM5000、拉曼光譜儀RM8000、拉曼光譜儀RM9000）。公司自主研發的原子力顯微鏡基本都具備輕敲模式，且作為國內自主研發生產的原子力顯微鏡廠家，只是選配與訂做。