光合作用是地球上最伟大的反应之一，可以高效地将太阳能转换为电势能或化学能。基于光合作用原理的太阳能利用可以帮助人们从根本上解决目前化石能源短缺和环保的需求。然而光合膜蛋白基生物太阳能电池的开发和利用尚有诸多关键基础问题需要解决。其中，光合膜蛋白PSI的分离制备及如何保持其长期稳定是生物太阳能电池开发利用的前提和保障。本论文针对这两项前期关键基础问题进行了研究。 首先，采用蔗糖密度梯度超速离心分离的方法成功从钝顶螺旋藻中分离出了PSI，并对此方法中的关键因素增溶比进行了优化。发现当增溶比为30时，PSI得率最高。通过对PSI吸收光谱、低温荧光光谱及圆二色光谱的表征，证实分离出的PSI是单体和三聚体的混合物。通过SDS-PAGE电泳分析及光学活性的检测，证明得到的是高纯度高活性的PSI，为进一步研究PSI的稳定性及PSI基生物太阳能电池开发奠定了重要的物质基础。 其次，光合膜蛋白复合体的稳定性决定着生物太阳能电池的使用寿命。考察了几种常见化学表面活性剂和多肽表面活性剂对PSI热稳定性的影响。研究发现，几种常见化学表面活性剂中，阳离子型十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)及非离子型十二烷基-β-D.麦芽糖苷(DM)对PSI的稳定性效果优于阴离子型十二烷基硫酸钠(SDS)和两亲型表面活性剂FC-16，这可能同PSI表面所带电荷有关。阳离子型多肽表面活性剂IsK2对PSI的稳定性效果较好，能使PSI的变性温度由48.2℃提高到52.9℃，明显优于常见化学表面活性剂。I5K2还可以显著延长PSI在48.2℃时的半衰期，且具有明显的浓度效应。而阴离子型的A6D对PSI的热稳定性有破坏作用。 为了进一步探讨I5K2对PSI可能的稳定机理，系统考察了I5K2疏水基团(I)和亲水基团(K)的个数改变对PSI热稳定性的影响。研究发现，IxKy系列多肽表面活性剂对PSI的热稳定性都有一定作用，但是两种基团个数的改变对PSI的稳定能力未发现明显规律，这可能与PSI、表面活性剂和水分子间复杂的氢键或疏水作用有关。AFM分析发现，I5K2可以与PSI和Triton X-100形成大的稳定的纳米囊泡结构，将PSI的疏水区域严密包裹在内，阻止了水分子对PSI疏水区域的攻击，从而提高PSI的热稳定性。此外，还对该过程进行了简单的模拟。