光片掃描顯微鏡不是簡單成像的顯微鏡，而是可以用于在原子、分子尺度進行加工和操作的工具。掃描探針顯微鏡的應用領域是寬廣的，無論是物理、化學、生物、醫學等基礎學科，還是材料、微電子等應用學科都有用武之地。

 

　　光片掃描顯微鏡的基本原理是基于量子隧道效應。當針尖和試樣面間距離足夠小時(<0.4nm)，在針尖和試樣面間施加一偏置電壓，便會產生隧道效應，電子在針尖和試樣面之間流動，形成隧道電流。

 

　　鈣比率探針在溶液中均有熒光，測量時須洗去細胞外液探針，而進入細胞后的探針其AM被分解后不能透出質膜。由于這些探針要用紫外激發光作激發光源，會造成細胞的損傷，還會增加潛在的自發熒光，而且熒光發射峰波長也較短，須提高發光強度，因而其使用受到一定的限制。

 

　　膜電位熒光探針根據其對膜電位變化反應速度的快慢分為快、慢兩類探針，各類均有10多種。DiBAC4(3)為常用的膜電位熒光探針，DiBAC4(3)為帶負電荷的陰離子慢反應染料。該探針本身無熒光，當進入細胞與胞漿內的蛋白質結合后才發出熒光，測量時要求細胞浸在熒光染料中。

 

　　細胞內活性氧基活性氧可影響細胞代謝，與蛋白質、核酸、脂類等發生反應，有些反應是有害的，因此測量活性氧在毒理學研究中有一定的意義。根據檢測活性氧的不同可選擇不同的熒光探針。

 

　　由于某些毒性物質尤其是促癌物可影響縫隙連接介導的物質運輸，因此該方法也可用于鑒別對縫隙連接作用有潛在毒性的化學物質。