生物分子LB膜表面结构与物化性质的原子力显微镜分析

1、研究报告生命科学仪器第卷月刊生物分子膜表面结构与物化性质的原子力显微镜分析朱杰，王国栋西北农林科技大学理学院杨凌摘要膜以其广泛的应用价值而备受关注，而其各种性质的表征是推动其应用的源动力，原子力显微镜以其优秀的时空分辨能力、力学操纵能力而在众多表面表征技术中显得尤为突出。文章在详细介绍原子力显微镜基本探测原理的基础上，全面总结了原子力显微镜技术在膜参量，如表面精细结构、静电荷分布、磁畴分布、膜分子间相互作用等分析中的应用，并探讨了该技术在膜表面表征中存在的技术问题，对膜参量表征技术的发展和应用前景进行了展望。关键词原子力显微镜；膜；表面结构；物化性质中图分类号：文章识别号：引言单层厚度在零点几

2、纳米至几纳米的膜（）具有高度各向异性的层状结构且在理论上几乎没有缺陷；运用技术还可实现单一物质和多种物质在膜上的可控性分子组装，形成具有特殊性能的分子有序体，。这些特点是其他技术所无法比拟的，通过分子组装可对生物膜进行模拟，研究成膜分子间的相互作用，进而了解生物膜的结构与功能；将膜作为实验载体，可对其他生物大分子的性能进行研究；利用技术还可对药物制剂进行包裹，从而在方剂化学和生物医学工程中大有作为；通过功能分子的组装亦可开发出多种生物功能器件，以满足工程上的需求；另外，膜还可广泛地应用于环境工程、电子器件研发等研究领域。如此广泛的应用范围与发展前景使得技术深受科技界的关注。随着膜技术的蓬勃发展

3、，人们力图通过控制膜技术在科技研究中的应用，取得了良好的社会效益。的工作模式及特点的表面形态结构，改进制膜的方法，进而提高膜的性能。近年发展起来的原子力显微镜（，）可观察分子膜中分子的排列结构、取向及分子链的空间构象，研究分子膜的聚合、晶畴形成、相变、衰变等动态过程，还能在测量分子膜表面在原子水平上的各种物理性质。不仅如此，还可用探针对分子组装体进行纳米级的刻蚀、表面微区改性。的深入研究使人们对膜的表面微观结构和物理性质有了更全面的理解，极大地推进了膜是用一端固定而另一端装有纳米级针尖的弹性微悬臂来检测样品表面形貌的。当样品在针尖下面扫描时，同距离密切相关的针尖样品相互作用就会引起微悬臂的形变

4、。也就是说，微悬臂的形变是对样品针尖相互作用及样品表面形貌的直接反映。探针和样品间的力距离关系是本仪器测量的关键点。根据初始工作距离的不同可将的工作模式分为三大类型：接触模式（，）、非接触模式（，）和轻敲模式（，），如图所示。用扫描样品时，针尖样品距离在小于零点几个纳米的斥力区域。由于表面的高低起伏使得针尖样品距离发生变化，引起它们之间作用力的变化，从而使悬臂的形变量发生改变。用光电转换器记录到同悬臂形变量成比例关系的光强差值，反馈回路则会根据程序预置值不断调整针尖样品距离以保持两者间作用力不变，就可将探针形变转换得到样品表面形貌图像。若已知样品表面非常平滑时，可让针尖样品距离始终保持恒定，这

5、时针尖样品作用力大小直接反映了表面的高低，这种方法称恒高模式。用扫描样品时，针尖在样品表面上基金项目：西北农林科技大学人才基金项目（编号：）作者简介：朱杰（），男，土家族，在职博士，助教。主要从事生物有机结构分析、环境分子生物物理学研究。王国栋（），男，教授、博导，教务处长，高教所所长，主要从事大学教学管理、环境生物物理学基础研究。通讯作者：，生命科学仪器第卷月刊研究报告方振动，始终不与样品表面接触。针尖检测的是范德瓦耳斯吸引力和静电力等长程力，对样品没有破坏作用。针尖样品距离在几到几十纳米的吸引力区域，针尖样品作用力比接触式小几个数量级，但其力梯度为正且随针尖样品距离减小而增大。当以共振频率

6、驱动的微悬臂接近样品表面时，由于受到递增的力梯度作用，使得微悬臂的有效的共振频率减小，因此在给定共振频率处，微悬臂的振幅将减小很多。振幅的变化量对应于力梯度量，因此对应于针尖样品间距。反馈系统通过调整针尖样品间距使得微悬臂的振幅在扫描时保持不变，就可以得到样品的表面形貌像。由于生物分子的弹性模量较低，同基底间的吸附接触也很弱，针尖样品间的压缩力和摩擦力容易使样品发生变形，从而降低图像质量。而则由于针尖样品距离较大，分辨率比接触式的要低。到目前为止，非接触模式通常不适合在液体中成像，在生物样品的研究中也不常见。品，并适合在液体中成像。膜表面形貌与结构的表征通过检测探针样品作用力可表征样品表面的三

7、维形貌，这是最基本的功能。由于表面的高低起伏状态能够准确地以数值的形式获取，对表面整体图像进行分析可得到样品表面的粗糙度、颗粒度、平均梯度、孔结构和孔径分布等参数；可观察分子膜中分子的排列结构、取向及分子链的空间构象，这是一种可以准确提供局域分子堆积和膜表面缺陷信息的可靠方法，为沉积参数及膜与环境相互作用的研究提供了直接的实验证据，。对小范围表面图像分析还可得到表面物质的晶形结构、聚集状态、分子的结构、面积和表面积及体积等。膜表面形貌的观察在以往的膜缺陷结构表征中，由于常规分析手段只能观察到微米尺度的缺陷结构。因而，人们普遍认为在局域内分子成理想的定向排列。等首次用观察了单层硬脂酸镉膜表面形貌

8、，清楚地分辨出膜中存在着孔径小于的针孔缺陷。深入的研究发现了膜的均匀与非均匀界面区域、膜中台阶等结构，并发现膜中针孔随时间和聚合膜在空气中的聚合而发生形态变化，所观察的形状特征在纳米级范围。尽管多晶硅衬底的分子级结构是无序的，但吸附在它上面的硬脂酸镉分子却呈正交晶系，傅里叶变换测得晶格常数分别为±和±，这与用射线衍射测到的晶格常数基本一致。东南大学的陆祖宏和韦钰研究小组在上世纪年代中期对各种磷脂膜在新鲜解理云母表面上的微区分布情况和脂质分子排列的有序性进行了集中研究，用详细探讨了制备条件对膜成膜质量的影响。该组的袁春波等人用研究了磷脂三层膜的分子排列结构。结果显示，液体压缩

9、相中的磷脂分子排列紧密，取向一致，分子间作用力较大，因而能够得到分子图像；而液体扩张相中的磷脂分子排列松散，取向混乱，分子间的作用力校弱，难于得到分子图像。在液体压缩相中磷脂分子以单斜晶格结构排列，分子间隔为，分子高度为。袁春波等还研究了二棕榈酸磷脂酸（）的层膜的分子排列结构，图象显示，膜中分子排列具有长程的取向和位置有序。分子的晶格排列随着膜层数的增加由单层和双层的六方晶格转变成三层的正交晶格。而是介于上述两种模式之间的扫描方式。扫描时，在共振频率附近以更大的振幅（）驱动微悬臂，使得针尖与样品间断地接触。当针尖没有接触到表面时，微悬臂以一定的大振幅振动，当针尖接近表面直至轻轻接触表面时，振幅

10、将减小；而当针尖反向远离时，振幅又恢复到原值。反馈系统通过检测该振幅来不断调整针尖样品距离进而控制微悬臂的振幅，使得作用在样品上的力保持恒定。由于针尖同样品接触，分辨率几乎与接触模式一样好；又因为接触非常短暂，剪切力引起的样品破坏几乎完全消失。轻敲模式适合于分析柔软、粘性和脆性的样研究报告生命科学仪器第卷月刊行归类标记并进行统计计算的量化过程，这一处理可对膜上组装分子的分布统计规律进行科学的描述，也可对其周期性结构分进行分析以便从中得到纳米粒子组装的物理化学规律。膜表面物化性质的表征在探针接近甚至压入样品表面又随后离开的过程中，测量并记录探针所受到的力，就得到针尖和样品间的力距离曲线。根据针尖

11、与样品材料的不同膜的表面粗糙度表面粗糙度表示膜表面形态间的差异，影响着膜的物理和化学性能。利用的先进扫描技术和分析软件可以对膜的表面图像进行分析，得到其粗糙度参数。目前，膜表面粗糙度主要用平均粗糙度、所有值平方和的均方根、个最高点与个最低点的平均差值等种方法表示。这些参数都能从一定角度反映膜的表面起伏与形态学差异。从的观测效果来说，样品表面越粗糙，越难观察到清晰的孔状结构及表面的细节。通常认为，由高分子材料制备得到的合成膜表面应当是光滑的，因此认为在膜的制备过程中产生表面带有花纹的膜是所不希望得到的，但随着膜科学技术的发展和对膜现象的深入了解，人们越来越意识到为什么表面看似有花纹的膜在其透过通

12、量上却比平整的膜表面有更大的优势。对膜表面的粗糙度的分析，为膜的性能与表面形态之间关系的研究提供了极大的便利。除了对图像一定区域（面积）进行整体分析外，我们还可对图像进行线分析。在高度图上任选一条线作线分析，可以研究样品在该选定方向的粗糙度情况，利用缺陷可检测到膜的厚度、层数和孔状结构的参数（直径、深度、形状）分布情况。近年来，孙润广等尝试用研究了液晶态膜和脂质体的结构及其稳定性，测量到脂双层膜的厚度约为，该值与小角射线的测量值及磷脂分子的理论值十分接近。膜的颗粒度分析在膜上进行纳米粒子（无机粒子、生物大分子等）组装时，为了从整体上描述纳米粒子组装的质量，仅仅用表面形貌的定性描述和表面粗糙度的

13、平均描述来表述膜的特性是很不够的，因此有必要对膜表面形貌进行统计性的定量描述与分析。颗粒度分析是用相关软件对特定扫描区域的突起物（膜上的组装分子）按照不同的高度或半径等一系列参数进及针尖样品距离的不同，针尖样品作用力可以是原子斥力、范德瓦尔斯力、弹力、磁力和静电力等，通过分析针尖样品作用力，就能了解样品表面区域的各种性质如压弹性、粘弹性等。另外，通过探针与膜上组装分子的结合拉伸可以了解生物分子的拉伸弹性、空间构象等化学性质；若用蛋白受体或其它生物大分子对探针进行修饰，探针则会具有特定的分子识别能力，从而了解组装脂膜表面分子的种类与分布特性。电性与磁性测量用测量静电作用最常用的方法是连续统一体理

14、论。因此，在忽略离子半径、水和作用力、原子空间位阻及其它一些特殊力的条件下，静电双层（）与范德瓦耳斯力之间的相互影响可直接描绘出来。当两个表面分开几纳米时，补偿表面电荷的离子云便开始交叠，这导致两个表面间渗透压的产生。在十分短的距离内，吸引性范德瓦耳斯力取代了排斥性的力。因此，如果缓冲溶液的电解质成分和值已知，渗透压的标准指数衰减便适于揭示物体的表面电荷密度。探针也可用作为缓冲溶液中探测生物样品表面电荷的传感器，这样，生命科学仪器第卷月刊研究报告带电探针与生物样品表面带电区域间的力能转换成的拓扑结构图像，并通过缓冲溶液中电解质的浓度及值的大小来进行调节。为了在实验上描绘通道蛋白的静电势，人们用

15、高分辨率研究了各种不同静电条件下的试样表面电荷分布。蛋白通道的表面静电势通过在不同静电贡献条件下减去拓扑成分便可进行分解，静电势代表用不同静电贡献的拓扑图经计算而得到的图谱。实验结果清晰地显示出，在孔道入口处建立了负的静电势，这一静电势随着电解质浓度的减少而不断增加。人们曾假设，这一电势可能与孔道对负电离子的选择性密切相关，。这为实时动态研究生物样品的动力学过程提供了强有力的工具。众所周知，磁相互作用是长程的磁偶极作用，如果的探针是铁磁性的，而且磁针尖在磁性材料表面上方以恒定的高度扫描，就能感受到磁性材料表面的杂散磁场的磁作用力。因而，探测磁力梯度的分布就能得到产生杂散磁场的表面磁畴结构、表面

16、磁体、写入的磁斑等表面磁结构的信息，此时的原子力显微镜也可称为磁力显微镜（，）。纳米尺度的磁针尖加上纳米尺度的扫描高度使磁性材料膜表面磁畴结构的探测精细到纳米尺度（约），这比常用的偏光显微镜高出近倍，这就是这个新工具的特点和意义，磁力显微镜的深入研究有可能为磁场的生物学效应从纯磁学角度提供一定的证据。对于纳米器件的组装和连接也十分重要，它将直接影响纳米器件最终的工作性能。目前，在利用技术研究单个生物大分子力学性质方面，累积了大量的研究成果。主要工作集中在膜上单分子的拉伸特性上，通常采用的方法是将一个大分子的一端固定在修饰过的衬底表面，用的针尖拉伸另一端，有关单分子拉伸特性已经报道了大量令人兴奋

17、的研究成果。最近也有不少研究组开始探索单个分子的压缩特性，他们通常采用的方法是用的针尖去压分散在衬底表面的单个分子。和，用对的过度拉伸状态进行了研究，成功测量了将分子的互补链拆开过程中的力。我们用轻敲式研究了磷脂双层膜上的初始高度及其压弹性，在测得磷脂双层厚度约为的基础上测得分子的高度约为，这一高度值与分子的理论值及的测量值十分接近，同时，我们也通过分析分子的力曲线得到该分子的压弹性模量约为。等用的力曲线测量了微管蛋白的压弹性，在小力区磷脂单分子层上微管蛋白的应变与应力呈线性变化，可以用空壳模型与有限元模型进行定量描述，在这个受力区域其弹性模量为，当外力增大到一定程度后，应变与应力曲线偏离线性

18、关系，他们认为这可能是由于微管壁的塌陷造成的。成膜物化机理的研究单分子膜晶畴结构形成的物理化学机理一直是膜研究的难点和热点。角显微镜是直接观察液面上分子畴以及不同分子相互结合与相分离的最新仪器，然而它同荧光显微镜一样，分辨率却限制在数十微米量级内，无法获得分子级的结构图像。然而这些纳米特征观察很重要，对研究共存相中“微区”（）形成的早期阶段非常有用。另外，用荧光和角显微镜虽然可以观察液面上单分子膜的各种晶畴和形态，但荧光材料的加入会在很大程度上影响分子畴的结构，这已被等的观测所证实。他们着重观察了相共存区“微区”的形成及相分离中“微区”形态的变化。此外，用还可在亚微米尺度内对转移到固体表面上的

19、膜晶畴形成的动力学过程做深入探索，以研究膜中分子的二维结晶过程的形成条件和机理。为了观察磷脂酰乙醇胺（）双层膜的分子排列情况，孙润广等用研究了云母基底上力学性质测量样品的力学性质通常包括压弹性、粘弹性等物理概念，单分子弹性的研究将有助于揭示其结构与功能之间的动力学规律，探索潜在的生物学特别是遗传学的意义；从材料科学角度看，单分子力学性质研究报告生命科学仪器第卷月刊是将样品浸在水或液体中进行实验。为此，等在水中较清晰地分辨出几种脂类分子的膜分子的周期结构。实验中他们还发现，有机分子的膜是一种合适的固定生物分子的活性衬底，用它来作生物分子的沉积衬底容易获得稳定的分子级图像。为了观察活体蛋白就必须让

20、它们处于天然环境中，对膜蛋白则要求插入脂双层中。合成酶是由位于膜脂双层区的蛋白体和水溶性外周蛋白组成，若要用研究该酶的部分，可分将该蛋白复合体从线粒体中分离纯化出来，然后将他们组装在磷脂膜上。在的现有模型中，组成质子驱动转子的亚基数目和的比值与合成的分子机制直接相关。用研究了三种不同方法提取的同种叶绿体合成酶，结果显示转子数目与纯化方法无关。同时，对存在亚基缺陷的细菌和叶绿体合成酶转子进行深入研究后发现，转子直径与转子亚基数目的缺失不相关，该实验显示亚基本身已决定了转子的半径，因此也决定了适于转子的亚基数目。等人将细菌合成酶的转子组装在磷脂层上后用延时研究了膜蛋白的膜上侧向移动过程。他们每间隔

21、对膜上同一区域成像一次，拓扑图像显示大多数转子仍在原位；然而，还有少数转子改变了位置。单个蛋白的运动轨迹显示，蛋白分子可在任意给定的时间开始或停止其运动，而与他们之前是否有运动无关。另外，相关试验证明，膜蛋白的运动也与探针的扫描方向及其他蛋白的位置和运动状态无关。膜的极性基团的分子排列情况。二维傅里叶变换表明，分子的二维晶格排列为六方结构。截面分析得到分子排列的晶格间距约为。在极性区形成较强的分子间氢键作用，使得单层分子排列紧密有序，与云母基片晶格间距相匹配，所以，单层分子排列为六方结构。随着膜的加厚，晶格间距由增大到，表明分子的晶格排列由六方结构转变成为四方晶格结构。这是因为相邻的分子为了有

22、效形成分子间氢键作用，其分子必须旋转一定的角度。因此，当极性头部基团以六方晶格排列时，碳氢链的分子排列兼具了四方结构特征，在一定程度上缓解了极性头部基团和碳氢链空间伸展要求的不匹配，导致分子排列的晶格结构发生转变。因此，在多层膜中，分子的晶格间距增大，分子排列为稳定有序的四方结构。等在花生酸镉多层膜表面也观察到分子的定向排列结构。在研究这种有序结构的稳定性时，他们发现单层膜相对多层膜表现出较差的晶格结构。认为决定烃链有序性和稳定性的原因归于在膜层间存在二价的阳离子使头基之间的强吸引力作用。指出沉积在固体表面膜的结构与相态并不简单的等同于亚相上的结构与相态，层与层之间的偶合作用对膜结构也起到了重

23、要的决定作用。证明了分子膜的二维结晶过程中，结晶后的晶格结构同金属阳离子的类型有很大关系。这是在此之前从未认识到的，对研究膜分子的微观结晶过程和晶格结构的形成有重要意义。膜上组装生物分子的研究尽管在分子膜表面的扫描过程中，使用较小的力可以避免单分子层的损坏，但由于在空气中分子膜的毛细凝集产生的弯液面力，使得在空气中很难保持作用力低于。解决这一问题的途径对于膜蛋白，连续施加扫描力可得到膜蛋白与脂之间以及膜蛋白之间相互作用的知识。肌连蛋白生命科学仪器第卷月刊研究报告主要决定肌肉的被动弹性，它在热力学上特别稳定，是免疫球蛋白超家族中用研究得最为详细的一种构型。让探针作用于蛋白折叠结构，原子力谱的研究

24、发现折叠各处峰值并不完全相同，这反映了特定的折叠状态的稳定性。当撤去作用力时，无论是人工的聚合蛋白质或天然修饰蛋白质都将重新折叠到原位。等对嗜盐菌紫膜中单个菌紫质分子首先进行了定位，然后用针尖将其拉出膜外再次成像得到了一个空穴的图像。在拉出膜蛋白的过程中，螺旋逐步去折叠，从力谱中可以看出每个螺旋拉出的过程。唐琳等用对西藏嗜盐菌紫红膜中类菌紫质分子进行了膜组装研究，试验显示类菌紫质分子在细胞膜上是三聚体结构，三聚体再形成六边形排列。同时通过对其螺旋结构的研究得出螺旋间界面上相互作用的氨基酸在维持蛋白质寡聚体的稳定性上起着重要作用。仪器系统的稳定性与可靠性在使用观测膜的表面时，学者们总是会将其测定

25、结果与其它表面测定方法得到的结果进行比较。研究发现，的接触模式与非接触模式的测定结果相似，而和的测定值都偏小。造成这种偏差的原因可能是由测定方法所决定的，要求在样品表面覆盖一层导电层，而要求制备样品的复制品，这些对试样的预先处理都会带来测量上的偏差。同时，膜也有可能被电子光束所破坏。在膜表面结构和形态的观察中还发现，膜的操作环境同样会对测量结果产生影响，但却可在大气和液体环境中对膜表面进行成像扫描，从而减小了环境的影响。同时，并非全自动的生产线，它需要在测试时努力调整各种测试参数以求处于稳定态进而达到最好结果。与其他仪器一样，在展现其优点的同时，其缺点也是显而易见的，这对结果的可靠性提出了极大

26、的挑战。由于在机械设计上的限制，当前的的测量参数和范围还很有限，在现阶段多种仪器的联用可能是解决这一问题最为直接的途径。荧光共振能量转移技术能够在范围内测量分子相对位置的改变，该能力与成像技术联用可能会产生新的定量数据；近场扫描光学显微镜也可与联用来观测单分子，这些途径允许单分子间的作用和功能变换能在不同环境下进行表征。另外，由于现有探针设计的物理局限性，急需引入新的设计概念以使在高的时空分辨率下对生物系统的构象变化和动力学过程进行实时观测。功能的开发问题蛋白分子的表面拓扑图显示，当成像力大于时，其拓扑结构与原子模型间有一定偏差；当侧向成像分辨率小于时，探针与分子间的作用力区域小于，同时其产生

27、的表面压力也较高。因此，分子变形对较尖的探针更为灵敏，也就是说要获得高分辨的单分子图像，尖锐的探针是必需的。然而，由于应用于探针上的力的精度依赖于外部因素如热漂移等，操作者目前面临着手动补偿这一漂移的挑战，该效应与使用的模式不相关。安装有自动应用力调节部件的未来的会创造更为稳定的样品成像条件，同时也能实现更精确的力测量。蛋白分子的可控性成像与操纵为研究驱动生物过程中的许多分子间相互作用引入了很多可能性。分子折叠事件的广泛研究和深入分析使得人们对蛋白解折叠过程的有了细节性的认识，下一步的可能工作是研究到底是哪一因素亟需解决的问题的可贵之处不仅在于它具有优秀的时空分辨率；同时，在操作系统中，关键的

28、成就是发展了流体池系统和激光检测系统，从而使得生物样品能在生理条件下被观测；另外，探针技术的发展也是推动进步的重要因素，新型纳米材料的研发与应用促使更为精细探针的出现。但作为一种力检测与力操纵技术，其在膜研究领域中的应用还是十分有限的，但基于在其他领域的辉煌成就，我们敢断言：在膜及生物膜领域同样拥有广阔的前景，但同时也面临着巨大的技术挑战。针尖的污染问题基于的探测原理，我们不难想象，决定分辨率和功能十分关键的探针是非常容易受损和被污染的。当探针极细的尖端被损坏时，的分辨率将会大幅度下降，这样我们就无法获得样品的超精细结构图像，从而使功能大打折扣；在近距扫描时，由于探针与样品间的作用力，样品成分

29、很容易粘在探针针尖上，从而使针尖变粗或出现多个探针的现象，这时扫描可能会出现许多十分有趣的现象，极易给人的判断带来困难。解决上述问题的唯一办法就是依靠操作者的经验判断，在此基础上更换探针便可解决这些问题。这就对操纵者的经验提出了巨大挑战，作者在长期的操纵过程中总结了大量的有关假象的实验现象，并尝试对假象出现的缘由给出了一定程度的解释。研究报告生命科学仪器第卷月刊影响膜蛋白及其二级结构的稳定性。同样重要的是，在生理条件下如何表征蛋白功能性组装中的相互作用。应用领域的开拓的基本物理原理是很成熟的，但科学不等于技术，仪器在运行时许多技术问题还有待更多更深入的理论去解释，如探针针尖附近的流体力学问题，

30、探针样品间的力场研究等。年来，材料科学、电子技术、计算机科学的进步极大地促进了技术的进步。技术的进一步突破还依赖于稳定激光系统的研制、微悬臂系统的制作、压电换能器材料的探索、光电二极管技术的改进；同时也与电子线路、传动马达系统、防震防噪声系统的设计与完善密切相关；另外，计算机技术的进步和数据处理软件的开发更是不可忽视的关键因素。但生物学家却面临着更大的困难，他们必须熟悉显微镜的工作原理及其应用以检测从细胞到单分子的热学、化学、电化学、弹性学和电子学特性。另外，现有的挑战还不仅在于如何提高和操纵这些仪器，更为棘手的是如何理解和解释使用这些仪器所观察到的现象。这一交叉领域要求学者对分子生物学、生物

31、化学、生物物理学、表面科学等领域有着高度的熟悉程度。，：，（）：（朱杰，孙润广膜技术在生命科学中的应用研究生命科学仪器，（）：），：陈佺，张旭家中国生物膜研究新进展记“世纪生物膜研究”香山会议和第次全国暨海内外生物膜学术研讨会科学通报，：，（）：（朱杰原子力显微镜技术在生物纳米结构和纳米操纵中的应用纳米科技，（）：），：，（）：（朱杰，孙润广，原子力显微镜的基本原理及其方法学研究生命科学仪器，（）：），：，：，：，：，（）：，（）：（赵之平，王志，王世昌现代分析测试技术在膜结构与性能研究中的应用膜科学与技术，（）：），（）：朱杰，孙润广物理技术与方法在溶致液晶结构研究中的应用液晶与显示，（）：，（）