生物膜作为生命体系重要的部分,不仅涉及到内环境的稳态,还与一些生理过程相关,正因如此得以一直成为科学研究的一大热门课题。从目前对生物膜的研究方法来看,荧光探针技术结合生物膜模型法更为突出。荧光探针技术由于其高灵敏性和高选择性被广泛运用于生命体系的研究,生物膜模型能够有效地对复杂的生物膜体系进行简化以及模拟,因此本文利用该方法对生物膜的性质等方面进行了研究。1.对生物膜的结构和功能作了简单的介绍,并对几种常见的生物膜模型进行了阐述,其中详细分析了脂质体模型的结构、性质和应用。最后结合文献,分析了传统的生物膜研究手段,并对荧光探针技术在生物膜中的运用及其研究进展进行了深入的概述。2.筛选出发红光的吲哚衍生物H3,发现其对生物膜具有较灵敏的响应,被证明是良好的生物膜荧光探针,并将其运用于药物分子与生物膜的相互作用研究中。当H3与脂质体混合时,位于脂质体表面的探针通过抑制扭转的分子内电荷转移状态(TICT)而显示出强的荧光。经超声波处理后,它渗透到脂质双层中,并伴随着荧光强度的减弱和脂质体中高的探针包封率(71.4%)。通过对ζ-电位和粒度等参数的测量,证实了这种现象是由于超声导致的探针分子带电的吲哚基团嵌入了脂质双层中。然后使用作用于磷脂膜不同位点的探针-脂质体体系监测了抗氧化剂黄酮类药物对膜的亲和力。经证实,槲皮素极易与脂质体结合,且能在简单混合的条件下在60 s内将位于脂质膜内部的探针解离出来。最后利用探针H3对六种黄酮类化合物结合膜的亲和力进行了评估,结果与其抗氧化活性一致,这也表明H3是用于药物与生物膜亲和力研究的有效探针。3.筛选出对pH有响应的探针L3将其运用于生物膜内pH的测定。L3较易与脂质膜相互作用锚定于内膜,并在中性或酸性pH下发射出红色荧光信号(~650 nm),当膜内pH变为碱性时,荧光猝灭。此外,随着pH的增加,L3的吸收颜色从紫红色变为无色。因此L3作为一种双光学生物膜pH传感探针,可用于膜内pH监测。同时,探针作用于膜上时在生理pH范围7.0-8.5或7.5-9.0显示出良好的线性关系,利用随机pH下制备的脂质体样品和胃癌细胞悬浮液(HGC-27)样品对提出的细胞内pH测定方法进行验证,获得较好的结果。4.筛选了两种对粘度有明显响应的探针H2、L2,将其运用于生物膜流动性的实时监测。通过实验我们发现H2和L2均对生物膜表现出较灵敏的响应,且L2在生物膜中的稳定性更好。随后我们利用能够改变生物膜流动性的因素温度的变化对生物膜的流动性进行了调节,发现两种探针的荧光强度均能对膜流动性的改变作出灵敏的应答。我们将这种应答模式运用于作为麻醉剂的醇类正丁醇和正辛醇,对两种醇的麻醉效力进行了测定,得到的结果与文献报道的结果一致。且两种探针相较于常用于膜流动性测定的探针DPH而言具有更好的稳定性,具有对生物膜流动性实时监测的潜质。