细胞流变学是研究细胞流动、变形及其它物理学行为的一门学科。它来源于宏观的流变学研究并独立地发展起来，是生物流变学向微观深化过程中细胞层次上的具体展现，其主要意义在于能够在细胞层次上探索体液、组织及其内部与周围环境的病理现象，阐明疾病发生、发展、治疗及恢复过程中的机制，寻求改善病变过程的新方法、新手段，从而使其在临床上的作用不再局限于辅助诊断，而能够利用物理学和工程学的方法来解决生物学的问题，达到治愈疾病的根本目的。 随着各门相关学科的飞速发展和研究手段的革新进步，细胞流变学的研究内容不再局限研究单个、孤立细胞的简单流变学行为，而是更进一步地考察细胞间相互作用，细胞与周围环境的物理联系，并且深入到亚细胞乃至分子水平，研究细胞内部的流体动力学特性。其中，细胞核浆粘滞系数是描述核内流体的动力学参数，能够反映核浆运动时在流体层问产生的内在摩擦力和特定生理状态下细胞核的微观环境。因此，探讨活细胞核浆粘滞系数可为核内分子的功能机制研究和病变细胞的判定提供重要依据。 目前测定细胞核浆粘滞系数的传统方法存在一定的局限性，例如对活细胞的光毒害性，相对低的检测灵敏度和严格的实验要求。其中，损伤是活细胞检测的一个重要问题，理由是它能够导致细胞核浆粘滞系数的测量值偏离正常值。因此，寻找一种简便、灵敏和无损的细胞核浆粘滞系数检测方法是很有必要的。荧光相关谱技术(fluorescence correlation spectroscopy,FCS)特别适合在这方面的应用。FCS技术是由Magde等人首次提出的一种单分子检测手段，自此已被广泛应用在生物与纳米科学等领域的研究中。该技术测量单个荧光分子经过一个飞升量级的激发区域时所发出的荧光，通过分析荧光涨落的自相关函数得到荧光分子的动力学特征。与传统测量方法相比，FCS具有以下显著优点：(1)实现活细胞无损伤检测：飞升量级(10-15升)的激发体积和低至十几微瓦的激发功率极大减小测量时激发光对活细胞的损害；然而，光漂白后荧光恢复技术(fluorescence recovery after photobleaching,FRAP)要求200-500mW的激发光功率，长测量时间容易对细胞产生光毒性。(2)具有极高的时间分辨率： 能分辨低至纳秒范围内的动力学过程，分辨率比FRAP高六个数量级。(3)检测方便：需要的探针浓度低至纳摩尔水平，仅是FRAP技术的二十分之一；荧光偏振技术(fluorescent polarization,FP)要求荧光探针的荧光寿命可与其旋转弛豫时间比拟，FCS技术则没有这个要求。总的来说，FCS技术是一种具有极高时间分辨率，可实现活体无损伤检测的单分子探测技术。 本研究工作首先通过溶液系统的测量研究，分析了影响FCS技术测量准确性的主要因素；随后成功实现了FCS技术在活细胞实时、无损伤检测，填补国内在该领域的空白。本文的核心内容是应用FCS技术测量活细胞的核浆粘滞系数，首次测量了不同周期时相的细胞核浆粘滞系数，并且实现了对非等渗条件下细胞核浆粘滞系数的跟踪测量。主要实验结果包括：分子的量子效率是影响FCS测量扩散系数准确性的重要因素，要求达到1000 photons/sec以上；人宫颈癌细胞与人肺腺癌细胞的核浆粘滞系数是水的三到四倍，S期HeLa细胞的核浆粘滞系数比G1/G2期的要小，细胞核浆粘滞系数大于细胞质粘滞系数。 本文证明了FCS技术能够无损伤、实时检测活细胞内部的流体动力学特性，是研究各种生理条件下活细胞微观环境的重要单分子检测技术，将成为推动纳米生物和纳米医学发展的极具前途的研究手段。