探針是原子力顯微鏡的核心部件，它直接決定原子力顯微鏡AFM的分辨率。目前原子力顯微鏡的探針多為硅或其化合物，其尖部的曲率半徑為5-40nm。由于探針的尖部不是無(wú)限尖而是有一定的寬度，因此、在橫向測(cè)量一個(gè)分子時(shí)，會(huì)出現(xiàn)所謂的“加寬效應(yīng)”，即測(cè)量值、大于真實(shí)值。為克服這種“加寬效應(yīng)”，就要研制更細(xì)的探針。新近發(fā)展起來(lái)的碳納米管針尖效果大大改善，若用單壁碳納米管制備原子力顯微鏡AFM探針的針尖，其曲率半徑可達(dá)0.5-2nmn，將會(huì)獲得更高的分辨率，是原子力顯微鏡探針的未來(lái)發(fā)展方向。
生物學(xué)家利用原子力顯微鏡研究活細(xì)胞或固定的細(xì)胞，如紅細(xì)胞白細(xì)胞、心肌細(xì)胞、上皮細(xì)胞、神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞等，獲得了豐富的信息。觀察了在藥物低離子濃度等條件下紅細(xì)、胞與正常紅細(xì)胞的差別。用原子力顯微鏡、研究了內(nèi)皮細(xì)胞、骨骼肌細(xì)胞和心肌細(xì)胞的粘性和彈性模量。用原子力顯微鏡AFM先觀察了三叉神經(jīng)節(jié)的解剖結(jié)構(gòu)。用原子力顯微鏡觀察了肝自然殺傷細(xì)胞和結(jié)腸癌細(xì)胞共、培養(yǎng)時(shí)的細(xì)胞毒實(shí)驗(yàn)。傳統(tǒng)的細(xì)胞毒實(shí)驗(yàn)方法在效應(yīng)細(xì)胞和、靶細(xì)胞接觸后1.5-3h方可檢測(cè)到細(xì)胞毒效應(yīng)，而用原子力顯微鏡在兩種細(xì)胞接觸后10min即可檢測(cè)到。
先將碳納米管探針用于細(xì)胞的研究。以瘧原蟲(chóng)感染紅細(xì)胞，用原子力顯微鏡記錄到了紅細(xì)胞、紅細(xì)胞外游離的瘧原、蟲(chóng)和紅細(xì)胞被瘧原蟲(chóng)感染的圖象。碳納米管探針比普通探針記錄到的圖象細(xì)節(jié)更豐富，分辨率更高。原子力顯微鏡AFM可以用于生物學(xué)研究，優(yōu)點(diǎn)是分辨率高，樣品制備簡(jiǎn)便，制樣過(guò)程對(duì)樣品原始形態(tài)影響小，很重要的是能在生理?xiàng)l件下進(jìn)行動(dòng)態(tài)研究，可以預(yù)見(jiàn)，原子力顯微鏡必將為生物學(xué)的研究帶來(lái)突破性進(jìn)展。