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原子力显微镜（AFM）作为一种新型的表征工具，可在自然状态下对生物分子成像，而被广泛用于DNA分子等生物样品的研究。通过表征测量可以对生物样品进行数据分析，并且已经在样品的结构和物理特性方面已经取得了显著的进展。但是，由于生物样品具有一定的伸缩性，在样品制备的过程中受温度、环境等因素影响较大。因此样品制备过程中的差异以及探针曲率半径的影响，使得AFM对生物样品的测量还存在一定的系统误差。目前AFM对样本标准化定量方面还仅处在初步的探索阶段。测量学的标准，是保证测量的精确性和可重复性。本研究拟解决生物分子精确测量的核心问题，旨在通过建立一个参考标尺来实现对生物样品的精确化测量。为了实现对生物样本的精确化测量，我们的方案是在测量样品中添加标准长度的DNA分子作为参考标尺，并且采用高精确的、具有对图片处理和测量功能的自动化软件进行测量，差值法建立标准曲线，实现对生物样品可朔源性标准化测量。由于DNA分子片段的理化性质与待检的核酸样品相接近，在同一扫描视野下通过对标准品进行测量分析，从而可相对准确的反映待检核酸样本的真实大小。本文通过表征观察单分子DNA，来确定单分子DNA在原子力显微镜下的三维指标。在此基础上，对标准长度的DNA样品进行成像，对其进行三维数据统计分析，并分析AFM测量的DNA分子物理学长度与碱基对数（或理论值）之间的关系，建立标准曲线，进而对未知长度的DNA分子进行精确化测量分析。我们的结果表明，确定了对单分子DNA进行表征观察的制样条件，以及获得了单分子DNA在AFM下的高度范围为1.6-2.3nm，宽度范围为22-24nm。DNA分子的物理学长度与其碱基对数之间呈现显著的线性正相关性（R2=0.9991）。此外，在原子力显微镜下可以清晰看到长短不等的DNA分子片段，并统计计算出DNA分子相邻碱基在AFM下的距离约为0.355nm。采用上述的研究方法，我们对实际的DNA样品（麻疹病毒核蛋白DNA片段、西尼罗包膜蛋白DNA片段的双酶切产物）进行测量和验证。测量结果显示麻疹病毒核蛋白DNA片段的测量值为247.8nm/678nm（实际长度为660bp），西尼罗包膜蛋白DNA片段双酶切产物的测量值分别为1869.74nm/5107bp和747.81nm/2089bp （理论长度分为5071bp和2066bp）。根据参考标尺，可对未知生物样品进行精确化测量，测量误差为18-36bp（6.5-14nm)。本文的研究方法借助标准长度DNA分子的标尺作用，提高了生物样品测量的精确性，为AFM在对核酸等生物样本的研究提供了新方法。