随着科学技术和实验手段的发展,多学科理论和技术逐渐成为科学领域的前沿课题,特别是对生物膜的研究逐渐成为细胞生物学、生物物理学、分子生物学以及生物医学最活跃的领域之一。生物膜是含有多种脂质、糖类和膜蛋白的超分子聚集体,对生物细胞物质运送、能量转换、信息识别与传递等生命活动具有非常重要的作用,其结构与功能的关系一直是该领域的研究热点。大量的研究表明,各种生命活动都与生物膜系统有着密切的联系。对生物膜的体外模拟已经成为研究生物膜系统理化特性的重要技术手段。本文主要研究了以下两方面的内容：(1)脂质-植物甾醇相互作用：分别研究了尾部是单键的p-谷甾醇(β-sito)和尾部是双键的豆甾醇(stig)与二棕榈酰磷脂酰胆碱(DPPC)的相互作用,深入分析了p-谷甾醇、豆甾醇对DPPC单分子膜液态扩张-液态聚集(LE-LC)相变过程的影响.实验结果表明：p-谷甾醇、豆甾醇添加到DPPC单分子膜中,膜的压缩性以及分子的排列都发生了较大变化。当植物甾醇含量时,p-谷甾醇、豆甾醇与DPPC相互作用具有相同的规律,过量分子面积和过量吉布斯自由能均为负值,说明分子间的吸引力比排斥力更强；在低浓度下,时,两种系统的过量分子面积和过量吉布斯自由能呈现出明显的区别,尾部是单键的p-谷甾醇和DPPC混合单分子膜的排斥力更强烈,而尾部是双键的豆甾醇和DPPC混合单分子膜的吸引力更强烈,说明尾部是双键的豆甾醇比尾部是单键的p-谷甾醇更容易和DPPC发生凝聚,AFM数据进一步证实了这些结果。(2)脂质-牛血清蛋白相互作用：通过对崩溃曲线(π-A),压缩-扩张循环曲线(LC-LE),吸附曲线(ππ-T)的分析,研究了不同因素对牛血清蛋白和DPPC、DPPS相互作用的影响,以及通过对比研究了中性脂(DPPC)和负电性脂(DPPS)与牛血清蛋白相互作用的不同内部机理。在压缩过程中,BSA/DPPC、BSA/DPPS复合体被挤入亚相,在解压的过程中,它们重新吸附到了界面,但是由于DPPS带负电,可以和BSA通过静电作用紧紧结合,吸附到界面的速度大于DPPC。LE-LC循环曲线的滞回现象说明在压缩和扩张过程中,分子进行了重排,并且分子不能回到最初的排列状态。当压缩的时候,蛋白分子在空气-水界面出现折叠,引起蛋白向亚相转移,但是当解压时,折叠的蛋白并没有快速的打开,回到自然状态,导致分子面积减小。和不同的脂质相互作用,BSA分子的这种折叠-解折叠效应也有所不同,负电性的DPPS可以较迅速的将挤压到亚相的BSA分子重新吸附到界面,所以在循环曲线中相同的表面压力下,面积差比DPPC/BSA产生的面积差小。随着吸附时间延长,分子面积逐渐增大,也就是说,吸附时间越长,蛋白分子就具有足够的时间解折叠,并回到原来的状态。在三种pH条件下,BSA分子在界面重排,并和脂分子发生相互作用,pH不同,表面压呈现不同的变化趋势,根据实验结果,N构象比B、F构象更加稳定。当DPPC/BSA相互作用时,BSA分子对DPPC脂膜的影响作用主要表现在膜的表面形貌上,不同的吸附时间,不同的表面压下形成的膜的表面形貌差异性较大,而对于DPPS/BSA,它们之间的相互作用主要表现在DPPS脂膜对蛋白的吸附量上面。AFM形貌图出现如此差异主要是因为DPPC属于中性脂质,与BSA分子之间的相互作用主要是疏水作用,而DPPS的头部带一个负电荷,与BSA分子之间存在静电作用。通过比较可以得出,带负电的DPPS更易和BSA分子相互作用,即静电作用比疏水作用更强烈。