原子力显微镜单分子力谱测定的是一对分子(如配体-受体)形成的复合物在一定外力作用下解离时的断键力。依据亚稳态的热驱动解离理论,亚稳束缚态的解离力并非常数,而是与施加在分子复合物上的瞬时外力变化相关,亦即施加外力的变化率,称为力加载速率()。测量一对分子复合物的解离力随加载速率的变化可获得复合物解离的动力学力谱(dynamic force spectroscopy; DFS)。根据Bell模型,在复合物上施加的外力
和
(
为加载速率)存在线性关系:
式中为不施加外力条件下的解离速率常数;
为活化态到结合态的距离;kB为玻耳兹曼常数;T为绝对温度;
为加载速率。
通过单分子动力学力谱,可以计算出在不施加外力的平衡态条件下复合物解离速率常数、平均寿命
、活化态到结合态的距离
等动力学参数,如果测得的
与
之间存在多个线形区域,则表明复合物在解离过程中要跨越多个活化能垒,存在复合物解离的中间体。因此,利用单分子动力学力谱,可在单分子水平研究分子间相互作用的动力学过程。