原子力显微镜（AFM）凭借其能够在空气、真空甚至液体等多种环境下工作，且无需对样品进行复杂镀膜或真空处理的独特优势，已成为生命科学研究中至关重要的工具。它主要可以测量和分析以下几类生物样本：
1.生物大分子与核酸
原子力显微镜能够提供纳米级的空间分辨率，非常适合对生物大分子进行高分辨成像和结构分析。
DNA/RNA：原子力显微镜是观测 DNA 的理想工具，能够清晰呈现单个 DNA 双螺旋结构（直径约 2 nm），并可用于研究其二级结构（如扭转、弯曲、超螺旋）、DNA-蛋白质相互作用以及染色质组织等。
蛋白质与细胞膜：可以对特定的蛋白质分子或细胞膜结构（如细菌视紫红质蛋白膜）进行高分辨成像，观察其在缓冲液等生理条件下的形态。
2.细胞与组织
原子力显微镜不仅能观察细胞的表面形态，还能在接近生理的条件下测量其力学特性。
活细胞：可以在液体环境中观察活细胞表面的动态变化（如成纤维细胞丝状伪足的形成、细胞骨架的重组），并评估细胞的黏弹性、刚度等力学性质。
组织样本：随着技术的进步，通过简单的包埋、切片和脱水技术，原子力显微镜现在也能用于观察各种组织和细胞的内部超微结构。此外，它还能对大起伏的组织样本（如绵羊肌肉组织横截面）进行力学性能测绘。
3.细胞外囊泡与纳米颗粒
在临床诊断和病理研究中，原子力显微镜展现出了较高的应用价值。
外泌体（Extracellular Vesicles）：科研人员利用原子力显微镜可以在溶液环境下，对单个外泌体的黏弹特性及几何特征进行原位测量。例如，通过测量发现，血液癌症患者外泌体的杨氏模量及黏性系数显著增加，这为癌症的液体活检提供了新的力学标志物。
4.生物样本的力学与相互作用分析
除了形貌成像，原子力显微镜的力谱技术（Force Spectroscopy）还可以量化生物样本的多种物理化学特性。
细胞/组织刚度与黏附力：通过单细胞力谱（SCFS）等技术，可以定量测量细胞或组织与基底之间的分离力、黏附力以及杨氏模量。这在研究疾病机制（如纤维化、癌症进展导致的细胞变硬）中具有重要作用。
分子间相互作用：可以精确测量生物分子之间的特异性结合力，帮助研究受体与配体、抗原与抗体之间的生化相互作用。
结合您之前关注的多糖和纳米材料研究，原子力显微镜同样可以用来观察多糖分子的形貌、多糖与纳米材料复合后的表面结构，或者测量这些复合水凝胶的微观力学性能。
