人们在过去的近两百年的研究中发现，多金属氧簇作为一种典型的阴离子金属氧簇，具有独特的电子学、光学，磁学和氧化还原等性质，使其能够广泛应用于纳米技术、光化学、催化技术等领域。另一方面，由于多金属氧簇具有独特的生物相溶性，从而使其广泛的应用于生物学体系，例如用来抗菌、抗癌、抗病毒等。作为一种DNA病毒，人乳头瘤病毒(HPV)对于人类健康有着严重的危害，尤其对于妇女来说，是导致其第二大杀手宫颈癌的主要诱因。生物学和医学的研究表明，肛门癌症、宫颈癌症以及生殖器疣的产生与感染高危类型的人乳头瘤病毒有着直接的关系，因此，近年来对于人乳头瘤病毒的研究越来越受到人们的关注和重视。最新的研究发现，多金属氧簇对于诱导细胞凋亡以及抑制淀粉样蛋白小肽的聚集具有独特的作用。在分子水平上研究多金属氧簇和生物分子的相互作用机理，对于探究多金属氧簇相应的生物学应用功能具有十分重要的意义。当前人们对于多金属氧簇和蛋白质的研究，大多数都是基于牛血清蛋白或人血清蛋白这两种比较常见的蛋白质的研究，但是人们对于多金属氧簇与蛋白或小肽具体的相互作用机理并不是很清楚。此外，很少有涉及高电荷的多金属氧簇与特定的影响蛋白质功能的小肽的研究，因此，在分子水平上研究多金属氧簇与特定的小肽的自组装过程及其相互作用机理，对于揭示多金属氧簇的生物活性以及未来其作为药物对相关疾病的治疗具有十分重要的指导意义。先前，已经有研究报道了富含数个赖氨酸和精氨酸的HPV16和HPV18衣壳蛋白的小肽(核定位肽)，与带有负电荷的细胞表面受体的乙酰肝素或肝素相互作用的实验结果。为了探究蛋白质与多金属氧簇在组装过程中可能产生的结构的变化以及寻找可能的多金属氧簇抑制剂，我们在此研究了高电荷的多金属氧簇与相关核定位肽的相互作用，以期在将来的工作中能够揭示出多金属氧簇对人乳头瘤病毒衣壳蛋白的选择性识别以及其相应的抗病毒的机制。在本论文的研究工作中，我们选择了两种多金属氧簇(EuW10和EuSiWMo)和两种天然的高危类型人乳头瘤病毒衣壳蛋白核定位小肽(HPV18Ctb和HPV16Ctb)，希望通过对其相互作用过程及相关作用机理的研究，从而使人们更加深入的了解多金属氧簇的生物活性，以及人乳头瘤病毒的致病性原理。在第一部分工作中，我们选择了一种高危类型的人乳头瘤病毒衣壳蛋白小肽(HPV18Ctb)，希望通过研究其与多金属氧簇(EuW10)的相互作用，揭示出两者的相互作用机理，从而使人们更加深入的了解多金属氧簇的生物活性，以及人乳头瘤病毒的致病性原理。首先，我们构筑了一个天然的高危型人乳头瘤病毒衣壳蛋白小肽HPV18Ctb和铕元素取代的多金属氧簇EuW10的二元体系，通过此二者的自组装反应，得到了一种自发形成的形貌规则的球体粒子，该粒子具有很强的荧光发光性能(荧光增强倍数36倍)，是一种潜在的生物学荧光增强探针。此外，我们通过透射电子显微镜、扫描电子显微镜、荧光光谱、红外光谱、智能粉末X射线衍射仪、等温滴定微量热仪、电动电位、一维核磁等实验技术方法对其进行了详细的表征，揭示了二者的相互作用机理，并给出了相应的结合模型。我们设计的这种人乳头瘤病毒衣壳蛋白小肽和多金属氧簇的自组装体系，具有很强的荧光增强性能，能够用来对不同种类或不同亚型的人乳头瘤病毒衣壳蛋白进行很好地检测或区分。此外，通过本部分工作的研究结果，我们在分子水平上对多金属氧簇和HPV18Ctb之间的结合机制进行了详细的阐明，将促进人们进一步的了解多金属氧簇的生物活性，并且对未来人乳头瘤病毒治疗的多功能靶向药物的设计具有重要的指导意义。在第二部分研究工作中，首先，我们选择了一种表面带有高负电荷数的多金属氧簇(K13[Eu(SiW10MoO39)2]·28H2O, EuSiWMo)与一种高危类型的人乳头瘤病毒衣壳蛋白的核定位肽(HPV16Ctb)，构筑了一个二元体系，通过对该二元体系的自组装过程的研究，发现了一个两步自组装现象，并对该实验现象进行了详细地探究，进一步提出了相应的结合模型，最后我们分别从多金属氧簇的角度和小肽的角度，对该两步自组装过程的机理进行了详细探讨。结果表明从多金属氧簇的角度来说，多金属氧簇的初始聚集态对该两步自组装反应有着必然的决定作用；从小肽的角度来说，HPV16Ctb中碱性氨基酸的排列顺序，氨基酸的长度以及碳末端氨基酸的亲疏水性，都对该两步自组装反应有着重要的影响。此外，一个需要值得注意的现象是，和以往报道的低电荷多酸与小肽或蛋白反应的实验现象不同，高电荷的EuSiWMo在与小肽作用时表现出了不同的作用力和实验现象。本部分工作介绍了一种制作生物相容性材料以及利用多酸来调控小肽或蛋白的自组装的新颖方法，该方法将能够扩大到其它的蛋白体系以及小肽和多酸相互作用的体系，因此，将会促进未来利用多酸对相关疾病的治疗的研究。