海洋生物污损所造成的危害多种多样,而我们国家沿海主要的污损生物就有近200种。这不止破坏了船舶及水下人工设施的美观性,更重要的是增加了其燃料成本和维修成本,造成巨大的经济损耗。污损生物幼虫的附着是造成海洋生物污损现象而导致经济损失的关键过程,考虑到绿色可持续性发展,是否有某些天然代谢小分子可以驱赶污损生物的幼虫之附着,是一个值得持续探索的问题。因此,本文从代谢组学角度入手,结合纳米防污涂层技术,筛选出一些海洋防污小分子,并对这些小分子的防污机制进行了初步的探究。污损早期生物膜的组成,对于后期大型污损生物幼虫的定植有重要作用,因此我们从这里作为切入点,使用6种碳纳米管（Carbon Nanotubes,CNTs）和氯化橡胶防锈漆制备复合防污涂层,得到具有不同的防污性能的两类涂层,分别是以57、17、20、29号纳米材料为代表的防污性能较好涂层与以60、66号纳米材料为代表的防污性能较差涂层。挂板后进行防污打分,将涂层分为防污性能高低的两组,对生物膜进行采样与代谢组学的比较,经数据的预处理、代谢物含量基础统计和可视化、特征代谢物的筛选和通路相关的高级分析筛选出在好涂层中含量较多的小分子。理论上存在某个代谢模块及其中的代谢分子是几种污损生物都不具备的,可能会对这几种污损生物的生长繁殖有一定的抑制作用。我们通过代谢互毒理论,非靶向测定了藤壶,牡蛎,海鞘,贻贝,盘管虫,苔藓虫六种主要污损生物的代谢组学,并挖掘京都基因与基因组百科全书（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG）数据库中不参与这六种污损生物代谢进程的小分子及通路合集,绘制代谢网络图,挑选代表性互毒小分子。将互毒小分子加入到涂料当中,通过制备生物涂层,采用防污漆样板浅海浸泡试验方法初步测定了其防污性能。为探究代谢小分子的防污机制,将筛选出的小分子分别加入到对海水微生物进行培养的2216E培养基中,探究这些小分子是否能影响海水中菌群的正常生长。同时将防污性能高低不同的生物膜中差异较大的小分子与代表性污损生物所不含有的互毒小分子两组之间进行叠加,试图探究加入第二组小分子后与只加第一组小分子的培养基相比,是否对其有加强、减弱或其他影响作用,寻找差异。结果从菌群的种类、数量及生长速度来看都显示了一定的差异。综上所述,本研究采集改性涂层表面生物膜样本,利用气相色谱-质谱联用仪（Gas Chromatography Mass Spectrometry,GC-MS）和液相色谱-质谱联用仪（Liquid Chromatograph Mass Spectrometer,LC-MS）的非靶向代谢组学,发现较好涂层中有43种代谢物含量显著高于较差涂层,它们涉及的差异代谢通路主要包括β-丙氨酸代谢、苯丙氨酸代谢、嘧啶代谢和精氨酸和脯氨酸代谢。同时测定了六种主要污损生物（藤壶、牡蛎、海鞘、贻贝、草苔虫、管虫）的代谢组成分,发现潜在互毒小分子共3935个。通过KEGG数据库整理及小分子网络图的串联,筛选出5种代表性小分子（D-Glucose、Glycine、L-Alanine、Chitosan、Azithromycin Dihydrate）,作为涂层添加剂可以起到提高防污性能的作用。将小分子加入到2216E培养基当中对海水样液进行培养后可知,小分子的单独加入和小分子的组合均能在菌群结构及菌落数目上造成很大程度上的差异,推测小分子可以通过影响其表面的微生物群落多样性,重塑生物膜中各类生物群落之间的互作与交替过程,继而影响污损生物幼虫的附着或生长。代谢通路中所含小分子绿色无毒,使用该种小分子加入涂层之中,不易破环生态环境,并且所选小分子价格低廉,易扩大规模生产应用。本研究为基于代谢组学手段研制新型防污技术提供了新思路。