随着纳米技术的快速发展,对样品表面纳米级高分辨率成像的研究日趋成熟。目前,实现对样品亚表面结构的纳米级成像是研究的热点之一,尤其是在生物医学领域中,细胞膜下的亚表面结构包含了十分丰富的信息,具有重要的研究意义。声学原子力显微镜既具有高分辨率又具有声学三维检测能力,因此将声学原子力纳米显微成像技术应用于癌细胞的研究中,可以为癌症的早期诊断、药物筛选和药效评估提供帮助。本文主要对癌细胞的声学原子力纳米显微成像技术进行研究。首先分析了针尖与样品间接触作用力对悬臂梁的影响,建立了悬臂梁仿真模型并加入比例积分控制,实现了对癌细胞扫描成像参数的优化,得到了更清晰的图像。其次,结合细胞固定化技术对癌细胞的声学原子力纳米显微成像技术的方法进行了研究。通过分析不同固化剂、不同固化时间以及不同固化浓度对声学原子力纳米显微成像造成的影响,得出结论为4%浓度多聚甲醛与肺腺癌细胞作用60 min为形貌图的最佳成像条件,4%浓度多聚甲醛与肺腺癌细胞作用10 min为声学图的最佳成像条件。并将肺腺癌细胞和肝癌细胞的图像进行了对比分析,得到声学图像可以反映出两种细胞亚表面超微结构的不同。最后,对癌细胞的声学原子力纳米显微成像技术的应用进行了研究。分别对与抗癌药物富勒醇作用后的癌细胞和加入磁性纳米粒子后的癌细胞进行成像,通过对比实验的声学图像,癌细胞表面及亚表面超微结构的“消失”被证明与富勒醇有关;通过声学图像以及对细胞表面弹性模量的定性分析,实现了磁性纳米粒子在细胞中的位置探测。将声学原子力纳米显微成像技术应用于癌细胞的研究中,可以为观察细胞膜下亚表面超微复杂结构、磁性纳米材料在细胞表面和亚表面中的分布情况提供一种有效的检测手段,更好地将纳米显微成像技术应用于癌症的检测和治疗中。