DNA是生命最基础的构成分子之一，但是难于观察研究。其尺寸只有2.2纳米，非常难于观察。通过荧光染料可以获得帮助，但是截至目前，想要知道这些染料分子如何运作仍是不可能的。来自斯坦福大学，由William E. Moerner带领的科研团队开发了“单分子显微”技术，通过偏振激光光束观察DNA如何自适应结合染料分子及相关运动。
使用标记分子如放射性示踪剂和荧光染料研究DNA分子，作为常规方法已经在生物化学研究方面使用了数十年。这种方法有助于科学家理解DNA分子如何结合在一起，以及如何工作，但是这是一种低分辨技术，只能观察反应发生地点，而不能观察到底发生了什么。
由Moerner在1989年首次开发，单分子显微技术正被研究团队使用，通过荧光染料分子用于标记数以千计的DNA双螺旋，通过偏振激光光束照射，以获得更多信息的图像。据该团队介绍，该技术不仅仅能够标记标识分子位置，还能够显示其方向以及是否形成双链。从而揭示更多潜在的DNA信息。
