随着纳米技术及其单分子技术的发展，人们对细胞的研究已经深入到分子水平。纳米粒子因其在生物医学领域应用的显著意义，它和生物分子乃至细胞间的相互作用也已经被广泛的研究。基于原子力显微镜(AFM)单分子力谱技术，我们研究了单个纳米粒子及单个生物小分子与细胞的相互作用，取得的主要结果如下：　　 1.利用单分子力谱在单颗粒水平上检测到直径4nm碲化镉量子点被HeLa细胞内吞的力以及量子点脱离细胞的力。巯基乙胺修饰的量子点通过双功能分子。聚乙二醇(PEG)连接到AFM的探针上。细胞松弛素B和甲基-β环糊精的阻碍实验证实了这种内吞作用是脂筏介导的。未经任何修饰的探针针尖和PEG分子修饰探针针尖的力曲线证实了力信号不是来自针尖刺破细胞或者针尖上其它杂质的影响。这一工作为研究单个粒子和细胞作用提供了有力的技术。　　 2.研究了HeLa细胞与半胱氨酸修饰的不同尺寸金纳米粒子(直径4nm，12nm，和17nm)的相互作用力。结果发现无论是细胞内吞力还是金粒子脱离细胞的力都是随着粒子粒径的增大而增大。对照巯基乙胺修饰的4nm碲化镉量子点的作用力，证明了粒子表面的电荷与作用力的大小相关。这一工作对研究药物转运具有重要意义。　　 3.利用AFM我们测量了单个葡萄糖分子的转运力。将带巯基的右旋葡萄糖通过PEG连接分子修饰到AFM针尖上，在活细胞上进行力谱实验时检测到了转运葡萄糖的力信号和葡萄糖脱离转运载体的力信号。原位注入游离的右旋葡萄糖，结果发现原来检测到的力信号大部分都消失了，说明力信号来源于葡萄糖的转运。为研究溶质载体转运提供了有价值的技术。　　 4.利用AFM我们研究了抗癌肽与癌细胞的相互作用。通过PEG连接分子共价的连接一系列膜活性肽到AFM针尖上，并且研究了单个抗癌肽与HeLa细胞膜的作用力。我们发现肽的疏水性越大则它与细胞膜作用概率越高。而作用力的大小受肽表面的电荷和疏水性及其它因素的共同影响，母肽V13k力值的均方根(有效值±标准偏差)要大于肽类似物的。　　 5.利用AFM和分子识别成像显微镜(TREC)技术在生理条件下“观察”和“成像”接近天然的细胞膜BandⅢ蛋白。实验结果表明BandⅢ蛋白很好的分布在内膜上，整个BandⅢ蛋白的高度在9-13nm范围内。内膜上BandⅢ和针尖上BandⅢ抗体之间的解离力约70pN。由于TREC的高分辨率和直接观测能力，它将为质膜研究提供一种新颖的方式。