等离子体广泛存在于宇宙中。地球环境中也存在丰富的等离子体及现象，如雷电产生的等离子体、电离层、等离子体发射的极光等，这些环境等离子体对地球生态产生重要的影响。近年来人类的生产活动产生的等离子体日渐增多，不仅广泛用于工业（电子加工、材料、光源等）和在生产中产生（如高压长距离输电线路等），而且发展到用于农业、环境治理，且在生态环境和生物医学领域具有潜在的重要应用前景。　　大气压放电冷等离子体在室温状态下具有极高的化学活性、可在开放环境中工作，逐渐被应用于生物领域，如公共场所灭菌、空气净化、污水处理、生物育种、生物医学等领域，并成为目前等离子体在和生物、医学交叉学科的一个研究热点。在等离子体应用于生物、医学的初期研究首先从物理学层面研究不同类型的低温冷等离子体对多种微生物的杀灭效果以及对人体细胞的凋亡效应。一些研究者随后开始尝试从生物学角度探究等离子体的作用机理，并且普遍认为等离子体引起的活性氧(ROS)在等离子体诱导的多种生物学效应中起到关键作用。但关于等离子体与微生物和细胞之间的相互作用机制仍不清晰。现有研究中从分子水平探究等离子体作用机理的尝试很少，尤其是功能蛋白的结构变化、表达水平变化等方面的研究匮乏。基于目前的研究现状，本文从分子学角度初步探究等离子体与蛋白质、细菌和细胞之间的相互作用过程。一方面深入研究了冷等离子体对体外功能大分子的影响，给出可能的分子作用机制，另一方面探索等离子体对细胞内功能分子的影响，并初步从分子水平探究等离子体诱导的灭菌以及细胞凋亡的机制。　　第一部分，本文主要对低温等离子体诱导溶液中蛋白质的变性及相关机理进行了研究。本文选用乳酸脱氢酶(LDH)作为蛋白分子模型，利用介质阻挡放电等离子体，以氦+氧(0.5％)为工作气体，对乳酸脱氢酶溶液进行处理。通过检测等离子体引起的几种长寿命ROS的含量以及处理前后乳酸脱氢酶的活力和结构变化，分析了等离子体诱导乳酸脱氢酶变性的可能机理。实验结果表明一定剂量的等离子处理可以诱导体外生物功能蛋白发生部分变性，而且蛋白变性依赖于等离子体产生的ROS、尤其是长寿命ROS的作用。　　第二部分，本文探究了等离子体对膜蛋白和胞内可溶性蛋白的影响。该论文以膜蛋白YgaP和胞内蛋白Swc-7作为分子模型，通过基因重组和诱导表达技术，将模型蛋白在大肠杆菌内过度表达，并提纯等离子体处理前后的细菌内的模型蛋白，通过对模型蛋白的结构变化分析，证实了等离子体同样可以影响细菌体内生物分子的结构，且这种等离子体诱导的结构改变对放置时间存在依赖性，等离子体处理后，膜蛋白比胞内蛋白更早受到影响。另外通过分析等离子体对大肠杆菌的杀灭效率，我们推断出细菌膜蛋白的改变或损伤在等离子体诱导的灭菌过程中起主导作用。　　第三部分，本文探究了不同细胞周期阶段的HeLa和MCF-7细胞对低温等离子体的敏感差异性。结果表明等离子体可以诱导细胞形态变化、抑制增殖能力、促进凋亡，尤其S和M相的HeLa和MCF-7细胞比G1和G2相细胞更易受到等离子体的损伤;蛋白质表达水平分析结果等离子体诱导的S和M相的HeLa和MCF-7细胞凋亡受caspase家族蛋白的调控。另外，等离子体处理可以诱导不同周期阶段的HeLa和MCF-7细胞内ROS积累，而ROS清除剂NAC可以显著抑制等离子体诱导的ROS生成，并减弱等离子体的抗癌效应。