肿瘤细胞的发展、迁VI移和入侵的过程都伴随着细胞质膜特性的改变,而脂筏是细胞质膜上富含胆固醇和鞘脂类的、动态的、不均匀的微结构域,在细胞的信号传导和运输中起着重要的作用。因此,研究不同肿瘤细胞与其质膜脂筏特性之间的关系具有重要意义,为脂筏结构和功能的异常可能导致的许多疾病提供研究基础。本文利用光学显微术结合环境敏感探针研究不同肿瘤细胞质膜的特性以及胆固醇对其特性的影响。首先,通过激光扫描共焦显微镜(LSCM)结合Di-4-ANEPPDHQ探针研究三种乳腺癌细胞MCF-10A、MCF-7和MDA-MB-231的迁移能力和质膜广义极化(GP)值之间的关系,结果显示迁移能力越强的细胞,其质膜的GP值越高。接着,通过胆固醇损耗试剂甲基-β-环糊精(MβCD)损耗胆固醇,研究胆固醇对三种细胞迁移能力的影响。实验表明胆固醇含量较高的乳腺癌细胞MDA-MB-231和MCF-7对胆固醇消耗试剂更敏感,正常上皮细胞则对其具有一定的抵抗性。并且,上述实验结果也通过检测其细胞迁移标志蛋白MMP-9和uPAR的基因表达水平得到了验证。研究结果有助于了解脂筏微区在癌细胞发展中发挥的作用,对癌症的预防和提前诊断具有重要的意义。其次,在理论、模拟和实验三个方面分别介绍了结构光照明显微术(SIM)提高分辨率的原理及实验证明。之后,基于Leica倒置显微镜搭建双通道SIM系统,结合环境敏感探针Di-4-ANEPPDHQ研究活细胞质膜的秩序,其实验结果和共焦结果有很好的一致性。最后,通过MβCD损耗细胞质膜的胆固醇,利用生物型原子力显微镜研究胆固醇对肿瘤细胞生物物理特性的影响,结果表明作为膜脂重要组成的胆固醇对细胞生物物理特性有明显影响。