二氧化硅纳米颗粒（SNs）、硫化锌量子点（ZnS QDs）由于其良好的生物相容性、独特的尺寸依赖性,已经成为科学家们密切关注的纳米材料。相关研究表明,纳米颗粒一旦进入生物体内,它们就会暴露于各种不同数量的蛋白质中,从而形成纳米颗粒-蛋白质复合物,即蛋白质电晕（PC）。这不仅会严重影响纳米颗粒的表面性质和胶体稳定性,还可能导致蛋白质的构象发生变化,并对生物体产生毒性。由于SNs、ZnS QDs都可以进入血液并与血液成分相互作用,因此它们与血红蛋白（Hb）的相互作用显得尤为重要。而牛血红蛋白（BHb）与人血红蛋白（HHb）的氨基酸序列同源性高达90%,在多项研究中,已被用作HHb的替代蛋白。迄今为止,大部分研究主要关注于各类纳米材料的修饰,却忽视了纳米材料对生物体内的成分所产生的副作用,以及这些纳米材料本身所受到的影响。因此,该研究将BHb-SNs用作体外血液系统的简化模型,对BHb在SNs上的吸附行为和构象变化进行全面的研究。在此基础上,构建ZnS QDs与荧光二氧化硅纳米颗粒（FS）组成的荧光共振能量转移（FRET）体系,研究BHb对该体系产生的干扰及BHb的结构变化。该研究有助于提供有关生物体系与纳米材料相互作用的理论依据,从而更好地设计出新型纳米材料（药物递送系统、荧光探针及传感器）,使其更加安全地应用于生物医学方面。具体如下:（1）制备了亲水性/疏水性二氧化硅纳米颗粒（SN1/SN2）,使用多种光谱技术研究BHb和SN1/SN2之间的相互作用,以及这种相互作用对BHb构象的影响。通过吸附动力学分析表明,BHb在SN1/SN2表面的吸附倾向于遵循拟二级动力学模型,均为化学吸附;同时,对吸附等温线进行拟合,发现该吸附过程符合Freundlich模型,即BHb在SN1/SN2表面的吸附均为多层吸附,形成了 PC,并且BHb对SN2的亲和力相对较高。基于此,研究了 BHb的构象变化,结果表明,SN1和SN2都诱导了 BHb中酪氨酸（Tyr）残基周围的构象变化（二级结构）,使其由有序状态变为无序状态,由紧密结构变为散乱结构。与SN1相比,SN2对BHb的影响更为明显。此外,BHb与SNs的相互作用倾向于释放铁离子和降解血红素,形成荧光血红素产物,从而导致其荧光强度增加。（2）以BHb与SN1/SN2的相互作用为基础,构建了 ZnS QDs和FS组成的FRET体系,研究BHb对该FRET体系的影响,并进一步分析该FRET体系所引起的BHb的构象变化。结果表明,水溶液中的FRET效率随受体浓度的增加而升高,最大FRET效率为75.57%,最佳FRET距离为3.06 nm。当温度升高时,两者的量子产率下降,FRET效率降低,且最大FRET效率均低于25℃时的FRET效率。同时,在37℃和49℃时,随着受体浓度的增加,FRET现象逐渐消失,49℃下的FRET现象消失得更早,其原因是温度导致两者的量子产率降低,且两者间距离超出了 FRET的范围。之后,将BHb加入到最佳FRET体系（CZns QDs=2 mg/mL,CFS=0.23 mg/mL）中,发现一旦加入BHb,FRET现象立即消失,这说明BHb吸附在FS表面,影响了供体与受体之间的结合距离。若选择浓度为10 μmol/L的BHb加入到受体浓度逐渐增加的FRET体系中,发现FRET机理由动态猝灭转变为静态猝灭,并且当受体浓度高于0.092 mg/mL时,不会出现FRET现象。这归因于BHb吸附在FS表面,使ZnS QDs和FS之间的距离超过了能发生FRET的范围,导致FRET现象消失。因此,为了确保有效地发生FRET,FS的浓度应该保持在0.023-0.092 mg/mL的范围内。最后,对FRET体系中的BHb进一步研究表明,FRET体系中的ZnS QDs导致BHb的生色团氨基酸残基亲水性增加,FS引起BHb的血红素发生降解,荧光强度增加。以上工作不仅为进一步开发功能化且安全性高、具有疾病检测功能的荧光探针奠定基础,还有助于更好地设计新型纳米材料（药物递送系统、荧光探针及传感器）,从而应用于生物医学领域。