3．1．2 核糖核酸( RNA)
在AFM 广泛研究DNA分子整整5 年后，利用它考察RNA分子的结果才被报道，利用AFM 研究RNA 分子的工作还显得十分少。结晶的转运RNA 和单链病毒RNA 以及寡聚Poly (A) 的单链RNA 分子的AFM 图像先后被获得。与AFM 可重复研究DNA 分子相比，单链RNA 分子的图像不易采集，主要原因在于不同的缓冲条件下单链RNA 的结构变化多样。利用AFM成像RNA 分子需要对样品进行特殊和复杂的处理。Bayburt 等借鉴Ni2+固定DNA 的方法在缓冲条件下获得了单链Pre-m RNA 分子的AFM 图像。他们的做法如下: (1) 用酸处理被Ni2+ 修饰的云母基底以增加结合力; (2) RNA 分子在70 ℃退火，慢慢将其冷却至室温再滴加在用酸处理过的Ni2+云母基底上。采用AFM 单分子力谱技术，在Mg2+ 存在的溶液中，Liphardt 等研究了形貌多变的RNA 分子的机械去折叠过程，发现了从发夹结构到三螺旋连接体这些RNA 分子三级结构的过渡态。随后他们又利用RNA 分子证实了可逆非平衡功函和可逆平衡自由能在热力学上的等效性。利用AFM 技术有望在接近生理条件下详细了解单链RNA 分子的折叠和去折叠过程，探测RNA 分子内的相互作用力。
3．2 蛋白质( Protein)
AFM 自从被发明之日起，一些常见的蛋白质诸如白蛋白、血红蛋白、胰岛素及分子马达和噬菌调理素都得到了深入研究。与其它技术相配合，AFM 研究了上述蛋白质吸附在不同固体界面上的行为，这对于进一步了解植入组织的生物相溶性、体外细胞的生长、蛋白质的纯化、膜中毒以及生物传感器的设计都产生了新的理解。表面缺陷位点的蛋白质的行为值得更大关注，它不仅提供了一种固定生物分子检测应用的方法，也为生物反应的催化研究提供了有益素材。
Dufrene 等利用AFM 考察了吸附在高分子支撑材料表面上的胶原蛋白的组装行为。结合X-射线光电子能谱技术和辐射标记技术，他们提出了一个定性解释其层状结构的几何模型。AFM 实验证实了胶原蛋白组装有时连续，有时不连续的性质，通过形貌图也提供了胶原蛋白纤维状结构特征。Quist等利用AFM 研究了白蛋白和猪胰岛素在云母基底上的吸附行为，根据AFM 图上不同尺寸的小丘状物质推测，蛋白质有时发生聚集，有时分散分布。Epand 等则利用AFM 技术研究了一类感冒病毒的红血球凝集素，首次展示了一种膜溶原蛋白自组装形成病毒折叠蛋白分子外域的实时过程。蛋白质从溶液中结晶析出是一个十分值得关注的领域，在过去的十多年中，人们采用现场AFM 研究了溶菌蛋白、刀豆蛋白、Thaumatin 蛋白、α-amilase 蛋白分子和过氧化氢酶的结晶情况。这些研究有助于人们更加深入地理解蛋白质晶体的生长动力学和成核机理。细胞的质粒膜中包含有许多种膜蛋白，诸如总膜蛋白由受体、离子通道、传输子以及一些与细胞外膜相关的特定抗原组成。由于在细胞生长、分化和细胞间信号传递等方面起着重要作用，质粒膜的结构及其相关的蛋白质已吸引越来越多科研工作者关注的目光。近年来，AFM 对天然膜蛋白的研究也从形貌转向单分子力谱，蛋白质和磷脂的实时相互作用也通过现场AFM 技术进行了研究。AFM 仪器的改进、检测技术的提高和制样技术的完善，集中体现在AFM 观测包裹有紫膜的噬菌调理素蛋白(BR) 的研究中。
肌浆球蛋白、运动蛋白、动力蛋白、螺旋酶、DNA 聚合酶和RNA 聚合酶等分子马达蛋白的共同特点是沿着一条线性轨道(如:DNA 分子链、肌动蛋白丝或微管) 执行一些与生命活动息息相关的功能，比如肌肉的收缩、细胞的分化过程中染色体的隔离、不同细胞间的细胞器的置换以及基因信息的解码和复制等。为了避免这些具有方向性的过程的随机布朗运动产生，细胞利用这些微小的机械装置———分子马达将化学能转变成机械运动。由于分子马达本身的微型化，它们容易受更高的热能和大的波动的影响，了解马达分子如何正常有序工作就成为一项具有挑战性的任务。利用AFM ，人们已经知道了肌动蛋白结合蛋白的结构信息和细胞运动过程中肌动蛋白骨架调控功能。AFM 力谱技术也被用来记录和表征单个蛋白分子的机械去折叠过程。单分子力谱技术还用于考察Titin 蛋白结构域的去折叠过程中力的测定。Li 等在此基础上将Titin 蛋白分子作为一个弹簧处理，从总体上了解其机械特性。Bustamante 及其合作者们利用AFM 和光镊技术研究了DNA 在大肠杆菌RNA 聚合酶中的包裹、折叠和转录过程 。他们还研究了T4 溶菌酶的去折叠过程。相比之下，利用AFM 技术操纵球形蛋白质、分子马达或RNA 三级结构容易产生误差，因为自身尺寸太小，不便于进一步的固定操纵。根据上述实验结果，认为AFM 采图技术与单分子力谱技术相结合将会对蛋白质分子内和分子间的相互作用提供新的认识。以上AFM 对各类蛋白质的表征和操纵实验表明，AFM 不仅能够对分子的构象变化提供新的理解，而且也能够获得许多其它手段无法获取的动力学参数。
