原子力显微镜作为纳米尺度操控的核心工具，在纳米粒子组装、生物分子操控及半导体器件制造等领域应用广泛。然而，现有技术长期面临缺乏实时、高分辨的在线观测与定位能力，导致操作精度与效率受限等关键瓶颈。发展超分辨率成像与原子力显微镜操控的融合技术，成为纳米光学、生命科学、信息科学和工程技术等多学科交叉的研究热点。

近日，中国科学院深圳先进技术研究院医学成像科学与技术系统全国重点实验室、医工所传感中心研究员杨慧团队在《纳米研究》发表最新研究，在百纳米级实时观测与同步操控技术领域取得新突破。团队提出微透镜与原子力显微镜的耦合方法，通过聚焦离子束技术在微透镜表面沉积金刚石尖端，研发出兼具超分辨成像与精准操控功能的新型原子力显微镜探针系统。

超分辨率观测和同步纳米操纵系统示意图。研究团队供图

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该技术将传统原子力显微镜光学成像模块的成像分辨率提升一个量级以上，并实现操作过程中200纳米银纳米线的实时光学追踪与同步操控。

研究团队通过微透镜与原子力显微镜光路系统的深度集成，将微透镜超分辨光学技术引入原子力显微镜体系中。新型探针在保持原子力显微镜纳米级力控与运动轨迹调控优势的同时，新增实时视觉反馈功能。实验表明，该平台可在非破坏性观测条件下，同步完成亚微米尺度结构的成像与操控，操作精度较传统方法提升超50%，效率提高约200%。

该项研究的创新点在于突破“操作盲区”，通过原位、实时的超分辨率视觉反馈，为单分子级生物力学测量、活细胞亚细胞器操控等前沿研究提供全新工具。此外，原子力显微镜新型探针的模块化设计兼容主流商业设备，为生物传感、纳米光学、微纳制造等领域搭建了跨学科研究平台。

相关论文信息：https://www.sciopen.com/article/10.26599/NR.2025.94907397?sessionid=-816708094