生物细胞是构成生命体的基本单位,在生命体的新陈代谢、外部感知以及信息传递等多种生理活动过程中起着重要的作用。人体内包含许多不同种类的细胞,每种细胞都有其独特的尺寸、形状、结构和功能等特性。细胞发生病变其特性也将发生变化。在纳米尺度上探究不同种类细胞的结构、性质以及功能等特性,有助于人们从微观世界更全面准确了解生命体基本单元的运作规律,了解不同种类细胞之间的差异,还可以更好了解病变细胞的病变机理,对于揭示生命的奥秘以及预防治疗重大疾病具有重要意义。在纳米科技飞速发展的今天,为观察生物细胞内部超微结构以及其生理活动提供了可能。基于传统光学、声学原理的三维成像技术能够获得样品内部结构信息,但由于衍射分辨极限的制约导致其分辨率较低,无法实现对细胞纳米尺度的成像检测。原子力显微镜(AFM)具有原子级的分辨率,可对样品进行纳米成像检测。但AFM只能对被测样品表面特性进行成像,不能测得样品表面以下的内部信息。原子力声学显微成像技术(AFAM)将原子力显微成像技术与传统三维成像技术结合起来,既可以对样品进行纳米尺度上的高分辨率成像分析,又可以获得样品内部结构信息。AFAM已经成为研究生物样品的重要手段之一。本文在应用AFAM对不同样品包括带有磁畴结构的软盘盘片、光盘薄膜以及Su-8薄膜进行成像分析基础上,针对生物细胞进行原子力声学成像分析。针对Su-8薄膜在纳米尺度测定环氧化合物交联过程的不同阶段,并为激光干涉后图案结构亚表面缺陷的无损检测和评估质量提供了一个有效的、低成本的检测方法。生物细胞成像分析包括两部分:一、对固化不同时间的SMMC7721肝癌细胞和HL7702正常肝细胞分别进行形貌与声学成像分析;二、对自然状态下活细胞进行液相生理状态形貌与声学成像并分析其特性。对比样品形貌图像和声学图像,分析原子力声学显微成像优势,并从表面形貌以及内部结构两个方面对生物细胞生理特性进行分析。将原子力声学显微成像技术应用于生物细胞中,可更好地将纳米检测技术与人类健康相结合,为疾病的预防、诊断和治疗提供可参考的理论依据和实验基础。