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蛋白质在气/水界面上的物理化学行为是软物质及软界面研究的热点之一，也是膜模拟化学的基础课题。它对于理解准二维空间的生物高分子凝聚态的现象和舰律具有重要的意义，对于使用“湿”的胶体化学方法来制备蛋白质功能材料具有指导意义。本文系统研究了蛋白质在气/水界面上的物理化学二个方面的问题：一、蛋白质自溶液向气/水界面的吸附动力学、吸附态分子构象及其变化规律；二、蛋白质在气/水界面上的铺展，蛋白质单分子膜的成形性能与规律，单分子膜成形过程中分子构象的变化及其规律。另外，对蛋白质稀溶液的粘度行为，分子流体力学尺寸、分子间作用力及其影响因素进行了研究。对蜘蛛丝的物理化学结构进行了表征和研究。 本文以天然蜘蛛丝蛋白、蚕丝蛋白和丝胶蛋白为蛋白质的模型物，以Wilhelmy片技术分别测定了三种蛋白质自稀溶液向表面吸附过程中，随时间的变化的表面压π值。运用Gibbs吸附等温式得到溶液吸附的表面浓度；利用蛋白质的π—t曲线，根据ln（dπ/dt）——π的关系曲线的二个不同的斜率，得到蛋白质不同吸附阶段在气/水界面上的分子截面积ΔA1，ΔA2，从而分析蛋白质的吸附机理。测定了蛋白质构象变化（改变溶液pH）对蛋白质吸附π值的影响，获得了蛋白质构象变化对吸附影响的规律。分别以丝胶蛋白和蚕丝蛋白为试样进行了球状蛋白和纤维状蛋白在气/水界面上的吸附性能的比较分析；同样，以蜘蛛丝蛋白和蚕丝蛋白为试样行了不同纤维状蛋白吸附性能的比较分析。 利用Langmuir膜槽进行的蛋白质单分子膜成形性能的研究，获得蜘蛛丝蛋白、蚕丝蛋白和丝胶蛋白三种不同蛋白质单分子膜的表面压π—分子面积A关系曲线。以不同的蛋白水溶液为单分子膜成形的铺展剂，对蛋白质分子在亚相水济液表面的分散和扩散条件以及不同的亚相水溶液条件，包括蛋白溶液浓度、蛋白溶液的滴加体积、滴加方式、蛋白溶液的溶剂;亚相水溶液的pH，盐的种类和浓度等对蛋白质单分子膜成形的影响进行了研究，得到了蛋白质单分子膜的成形规律。由蛋白质单分子膜的二一A曲线获得气/液/固相变规律，得到不同相态一F单分子膜中蛋白质分子构象结构的信息。由于亚相水溶液中的pH，盐等较大地改变了蛋白质的构象从而改变了:一A曲线。对天然蜘蛛丝蛋白、蚕丝蛋白和丝胶蛋白的单分子膜的成形性能进行了比较研究，根据不同蛋白质的兀一A关系曲线的对比得到了球状蛋白和纤维状蛋白以及不同纤维状蛋白在气/水界血匕结构差异。 通过对丝胶蛋白的稀溶液的特性粘数〔几」的测定，获得稀溶液中蛋白质分子流体力学尺寸的信息。根据Huggnins方程得到稀溶液中蛋白质分子间蛋白质分子与溶剂分子相互作用参数KH。 利用氨基酸分析仪、红外光谱、扫描电子显微镜和原子力显微镜分别对蜘蛛丝的氨基酸组成、蜘蛛丝蛋白的分子基团和分子构象结构、蜘蛛丝的表面形态结构进行了表征。 研究结果表明，蛋白质的吸附过程由扩散控制的快速吸附阶段和分子排列、取向的‘漫吸附速阶段所组成。中性水溶液中，水溶性的球状蛋白丝胶蛋白溶液浓度0.0!25%至0.1%变化，吸附平衡表面压:值由10.ZmN/m变化至23.ZmN/m，是相同条件卜纤维状蛋白蚕丝蛋白，蜘蛛丝蛋白的2倍左右。在这样的浓度范围内，八A;在30一50.9人2范围内，而△AZ值的范围在230至570A2。蚕丝蛋白的表面压二值在0.025%至0.1%范围内只达到6.2mN/m至12mN/m，与球形蛋白丝胶蛋白相比，相同浓度下吸附速率低，表面吸附浓度较低。而吸附过程中的△A:为32.8A2至67.4A2，△AZ值为462.8A2至866.7A2。由此可以认为纤维状蛋白的吸附扩散速度低于球状蛋白，而其吸附分子的重排和取向后在界面上的面积大于球状蛋白的占有面积。球状蛋白在气/水界面上的活性大于纤维状的蛋白质。相同的溶液条件下，蜘蛛丝蛋白的表面压二值大于蚕丝。在浓度0.025%至0.既范围内，△A，的值略低于蚕丝蛋白，而△AZ的值与蚕丝蛋白的值相近，但高于丝胶蛋白的值。纤维状蛋白克服能垒后进入吸附层，分子重排所占面积大于球形蛋白的面积。酸性条件下pH=3一4，pH二5，丝胶蛋白的表面压:值分一2一别为27.0mN/m和22.lmN/m，比pH=7分别增加7mN/m和ZmN/m，碱性条件手’降低smN/m。pH值对纤维状蛋白的表面压:值影响较大，蚕丝蛋白表面压:值比pH=7的增加值为20mN/m（PH=3 .5），1 ZmN/m印H=5)，增加量超过pH==7的1一2倍，蜘蛛丝蛋白的表面压:值的增量（对pH=7）也达18.4mN/m和‘1.OmN/m。由此认为pH值对纤维状蛋白的吸附性能影响大于对球状蛋白的影响。 三种蛋白质的单分子膜的成形研究结果表明，蛋白质分子可以直接在亚相水溶液上形成稳定的单分子膜。蜘蛛丝蛋白水溶液采用不同的成膜方式，滴加法和亚相内注入法获得了基本相似的:一A曲线，证明了蜘蛛丝蛋白分子与带有挥发性铺展溶剂的两性分子的成膜方式和机理的不同。前者的扩散成膜是依靠蛋白质分子的吸附自由能在气/水界面上扩散吸附成膜;后者的成膜推动力源自于挥发性溶剂的挥发带动成膜材料的扩散以及它的表面张力来形成单分子