苏丹红(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)虽然为疏水性化合物,与烃类比较,苏丹红含有偶氮和亲水基团,它们可以与磷脂极性头部形成氢键,从而成为苏丹红跨膜的障碍,因此它们和亲脂性碳氢化合物对细胞膜的毒性作用完全不同。本工作研究了苏丹红与体外单层磷脂膜(SPM)和活体大肠杆菌的相互作用,结合符合朗格缪尔单分子层等温吸附,并测定了苏丹红在SPM上的结合数,同时从分子结构的角度分析了离子强度、温度和酸碱度对结合的影响机理。结合体外实验,分析了苏丹红在大肠杆菌上的聚集反应。结果表明,苏丹红由于含有亲水键而通过单分子层吸附只在细胞膜表面聚集,不会扩散或转移至细胞质,可能不会导致分子靶毒性。此外,选择两种离子型有机物:二氨基蓝3R(DAB)和玫瑰红B(RB),研究了其与SPM和大肠杆菌之间相互作用,其结合作用符合Langmuir和Temkin等温化学吸附,实验了pH、离子强度和温度对吸附作用的影响,分析了DAB、RB与SPM和细胞的结合形式、结合键和结合位置。结果表明,DAB、RB与SPM和细胞外膜有强烈的单分子层化学吸附作用,是自发的放热反应,主要通过电荷对吸引、氢键等非共价键结合在SPM和细胞外表面,且绝大部分DAB、RB积累、滞留在细胞膜壁上。两种有机物共存时存在竞争吸附现象。疏水性极性有机物(苏丹红)与亲水性极性有机物(DAB、RB)都会通过氢键吸附在细胞膜上,而不会进入细胞质,吸附量与分子结构大小和所带电荷数有关。不同点在于亲水性极性有机物还因自身所带的正、负电荷,而通过离子键与细胞膜作用。实验结果为定量评价芳烃有机物毒性和识别膜毒性物质有着重要意义。