在此公开的方法、装置和组合物涉及诸如核酸或蛋白的生物分子的检测、鉴别和/或测序。在本发明的某些实施方案中，含有附着于一个或多个纳米条形码的探针分子的已编码探针可以结合到一个或多个目标分子上。在结合以及未结合的已编码探针分离之后，已结合的已编码探针可以在表面上被排列比对，然后利用扫描探针显微镜术来分析。纳米条形码可以是能够用SPM分辨的任何分子或复合物，诸如碳纳米管、富勒烯、亚微米金属条形码、纳米颗粒或量子点。在探针为寡核苷酸时，与目标核酸杂交的相邻已编码探针可以在被排列和用SPM分析之前被连接在一起。在此也公开了含有已编码探针的组合物。用于生物分子分析的系统可以包含SPM设备和至少一个粘附于表面的已编码探针。