原子力顯微鏡由G.Bin-nig等于1986年發明，是掃描探針顯微鏡家族的主要成員，其橫向分辨率為2-3nm，縱向分辨率為0.5nm。它可以在接近生理環境的大氣或液體條件下成像，獲得直觀的三維表面信息，還可以對原子和分子進行納米級操縱，因此在生物結構的研究中具有獨特的優勢。十幾年來，AFM已經應用于核酸、蛋白質、微生物、細胞等的研究，本文就其在生物學領域的應用進展做一綜述。

AFM的探針位于微懸臂的底面末端，微懸臂約100-250um長，對力非常敏感。激光器發出一束激光照射到微懸臂上，當探針對樣品表面進行掃描時，探針與樣品表面原子之間的相互作用力使微懸臂發生偏轉，隨樣品表面的起伏變化，經微懸臂反射到光敏檢測器的光路也發生變化，光敏檢測器將光斑位移信號轉換后獲得樣品圖象。

AFM可用于獲得高分辨率的核酸或核酸-蛋白復合物圖象，對核酸參與的生理過程進行動態的微觀觀察，進行DNA序列分析等。

國內外學者已經獲得了多種條件下的DNA和RNA圖象，如單鏈、雙鏈、三鏈DNA。觀察了不同濃度鹽離子對DNA形態的影響。觀察了DNA-RNA聚合酶復合物在水溶液中的裝配過程，觀察了腫瘤抑制蛋白P53與DNA上特定序列的結合。隨著碳納米管探針的出現，AFM還可用于以下領域。DNA序列分析報道了用碳納米管AFM探針在質粒M13mp18中進行特定序列的位置判斷。用鏈霉抗生物素標記寡核苷酸探針GGGCGCG，與DNA片段上的靶序列進行特異性雜交，沿探針合成DNA雙鏈，用AFM觀察標記的存在及其空間位置以分析特定序列在質粒中的位置。結果表明GGGCGCG位點在3390BP處，與已知的3405BP處吻合。由于高分辨率的碳納米管探針能區分不同的標記，因此可用上述方法檢測2個或多個位點。

鑒定單元型UDP-葡萄糖苷酰基轉移酶基因有2種多態位點，決定4個等位基因。其(*1/*3)和（*2/*4）單元型用傳統方法不能區別，而區別它們對判斷基因表達的酶活性有重要意義。Wooley以IRD800和鏈霉抗生物素分別標記兩個多態位點，用碳納米管探針AFM非常確切地將它們區分開來：（*1/*3）型只在DNA分子末端有一個標記IRD800或鏈霉抗生物素；（*2/*4）型在DNA分子上有二個標記—IRD800和鏈霉抗生物素。