“分子手术”是通过力学原理在纳米尺度和单分子水平实现对生物分子的各种人工改造，将可能对许多重要的生物医学问题和技术的解决与突破做出贡献，如基因导入、辅助基因测序、单分子SNP检测、DNA的复制与转录机制、单分子DNA计算、临床组织切片原位病理分析等。基于原子力显微镜(AFM)，我们实现了DNA分子的精确纳米操纵，因此可以进行所谓的DNA“分子手术”。目前，通过系统的研究，已经解决了“分子手术”中的若干关键技术，包括对DNA分子的纳米切割、纳米移动、纳米折叠和纳米拾取。发展了大面积分子级平整的APS云母修饰技术，能够有效地吸附DNA分子并且适合AFM操纵，部分解决了“分子手术台”的相关问题。建立了单分子PCR技术，可以对“分子手术”的结果进行鉴定。目前对DNA分子的定位切割精度达到10纳米(～30bp)，并且可以连续切割和拾取，可以对3kbp的DNA片段进行折叠和移动。切割与拾取的DNA片段可以通过单分子PCR扩增。