细胞外囊泡（EV）是细胞分泌到体液中的多种亚型双层膜囊泡的总称。由于携带来自亲本细胞的蛋白质、脂质、DNA和RNA等分子信息,细胞外囊泡不仅可以在细胞间进行信息传递,还可以作为液体活检中潜在的生物标志物和药物靶向递送的重要载体。外泌体、微囊泡和凋亡小体等细胞外囊泡因物理性质和生物组成的细微差异难以被区分开来,这无疑阻碍了对特定亚型EV群体的真实认知,不利于细胞外囊泡的应用研究。原子力显微镜（AFM）因其具有纳米级空间分辨率、皮牛级力灵敏度、样品免标记和多环境下操作等独特优势在生命科学和分子生物学等领域应用广泛。AFM不仅可以表征生物样品的三维形貌和力学性质,还可以在单分子水平上研究生物分子间的相互作用。因此,本论文利用AFM的纳米压痕和单分子力谱技术研究细胞外囊泡的力学性质及其分型。具体内容如下:1.基于AFM探究不同细胞外囊泡的力学性质利用AFM的纳米压痕技术测量不同细胞外泌体的杨氏模量,结果发现:（1）肿瘤细胞的外泌体比正常细胞的外泌体刚性小,变形性强;（2）转移肿瘤细胞的外泌体比非转移肿瘤细胞的外泌体更柔软更易变形;（3）Hep G2/ADM耐药肝癌细胞的外泌体比Hep G2肝癌细胞的外泌体刚性小。这可能归因于不同细胞的外泌体表面的脂质和蛋白质等分子组成的差异。接着还研究了不同亚型EV（外泌体、微囊泡和凋亡小体）的力学性质,发现随着尺寸的增大,外泌体、微囊泡和凋亡小体的杨氏模量反而依次减小。同时还探讨了p H对EV力学性质的影响,发现相比p H 7.4而言,p H 6.5会使正常细胞EV和肿瘤细胞EV的杨氏模量降低,而p H8.0仅使肿瘤细胞EV的杨氏模量降低。此外还发现有些金属离子也会影响EV的力学性质:2.5 m M Ca²⁺和Ni²⁺可将降低正常细胞EV和肿瘤细胞EV的杨氏模量,2.5 m M Mg²⁺也可降低正常细胞的EV的杨氏模量,但却使肿瘤细胞的EV的杨氏模量增大。该工作有望为深入解析细胞外囊泡的力学性质提供重要信息。2.基于AFM区分三种不同亚型的细胞外囊泡利用AFM的单分子力谱（SMFS）技术发展了一种区分不同亚型细胞外囊泡（外泌体、微囊泡和凋亡小体）的新策略。选择膜联蛋白A1抗体、膜联蛋白V和核酸适配体作为识别探针,利用AFM的单分子力谱技术分别测定识别探针功能化的针尖与不同细胞外囊泡（外泌体、微囊泡和凋亡小体）之间的相互作用。结果发现,虽然识别探针与不同细胞外囊泡（外泌体、微囊泡和凋亡小体）之间的相互作用力值没有明显差异,但是成键率却显著不同。通过统计分析三种识别探针与细胞外囊泡的成键率,发现该方法不仅可以区分7721肝癌细胞的外泌体、微囊泡和凋亡小体,还可以区分L02正常肝细胞EV和7721肝癌细胞的EV。同样的,MCF10A正常乳腺上皮细胞EV和MCF-7乳腺癌细胞EV也可以被区分。该方法利用多种探针识别可以更准确地定义来自不同细胞系的外泌体,微囊泡和凋亡小体,有望为深入解析不同亚型EV的特定生物组成提供了重要线索。