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透明质酸(Hyaluronic acid,HA)是一种典型的生物大分子,它在生物体内主要承担缓冲压力、降低摩擦力以及润滑的作用。此外,它还可以通过其在细胞膜上的受体蛋白CD44介导而参与众多关键而复杂的生物功能。在此过程中,HA自身分子量会影响其与CD44的结合,进而影响和调控相应的生理功能,但这种分子量差异调控的分子机制尚不清楚。本课题突破生物体内复杂环境体系的局限,将HA与CD44复杂的生物作用简化为一个与之类似的界面体系,并在此基础上研究HA与CD44之间的相互作用。据研究报道很多肿瘤细胞表面都会不同程度地过量表达CD44,本论文的研究有望为靶向载药体系的设计提供新的发展方向。通过物理吸附、共价接枝及化学吸附三种方法将HA固定到固液界面,利用耗散型石英晶体微天平(QCM-D)、原子力显微镜(AFM)等手段研究了溶液中抗衡离子种类、离子浓度和pH对HA分子层的影响。通过研究HA的表面特性,结合HA高分子链的性质,发现HA分子层可以结合更多的水分子以及可以在基底形成环状、列状和链状等构象,并且环状结构在介导两个带相同电荷的表面间的搭桥作用中起到关键作用。HA单分子链可以在多价抗衡离子的调控下,在两个表面之间搭桥,使得原本互相排斥的两个表面变为互相吸引。利用AFM研究了不同分子量HA的形貌,发现随着HA分子量的增加,HA链长随之增加,出现了螺旋、无规则卷曲、网络状等结构,并且伴随着HA由单链向双链的转变。利用AFM研究了CD44的形貌以及HA对CD44在表面吸附的影响,发现单独CD44能够均匀地吸附在云母表面呈椭球体结构,而HA的加入会影响CD44在固体表面的吸附行为。利用QCM-D、AFM等研究了HA分子量对HA与CD44结合作用的影响,发现CD44对高分子量HA的结合力及结合量均大于低分子量HA,在分子量为1000 kDa时两者的结合出现最大值,并且随着HA分子量继续增大,2192 kDa HA与CD44的结合力及结合量均有所降低。进一步研究了HA对细胞生长的影响,发现HA对CD44阴性细胞NIH3T3的生长几乎没有影响,而对CD44阳性细胞Hela及HCT116的生长有较明显的促进作用。