原子力纳米操纵技术能够在亚细胞尺度上对样品进行测量、表征及操纵,具有定位准确、可以实时监测样品动态变化的特点。利用原子力纳米操纵技术研究细胞的力学特性分析药物与细胞的相互作用,为药物药效评价提供了理论依据和实验基础。本文利用原子力纳米操纵技术重点研究液相环境下5-氟尿嘧啶、紫杉醇对A549肺癌细胞形貌及力学特性的影响。通过对大量的细胞表面形貌扫描和力学特性分析,证明药物作用后的肺癌细胞物理特性发生了显著变化。本文利用自主设计原子力纳米操纵系统及AFM(Atomic force microscope)纳米操纵技术的探针-单细胞作用,研究活细胞力学特性的评价方法,建立探针与细胞间相互作用模型,定量分析5-氟尿嘧啶与肺癌细胞作用后细胞物理特性的变化;同时对细胞扫描成像及成像质量进行研究,提取细胞图像的几何特征及纹理特征,对比分析药物作用前后肺癌细胞的表面形貌变化。为获得更加准确的细胞力学特性,在上述实验基础上进一步研究,加入速度变量,建立了更加优化的探针-癌细胞混合力学模型。定量研究紫杉醇-肺癌细胞作用的时间关系、剂量关系,获得肺癌细胞形貌、细胞表面粗糙度及粘附力、杨氏模量等力学特性变化,分析紫杉醇对细胞力学特性的影响。通过对不同药物浓度作用的细胞进行力曲线的提取,验证构建力学模型获取数据的合理性。结果表明,细胞形态及力学特性变化与药物作用有关,纳米操纵技术在亚细胞尺度为新药研发及药效评价提供了新的途径。