环境有机污染物、纳米材料等在生物体内运输和代谢过程中，可与许多蛋白质发生作用，从而促进或者抑制蛋白质功能的实现。因此，深入研究环境有机污染物、纳米材料与蛋白质的相互作用，可以获取它们在生物体内转运、分配和代谢过程以及毒理效应的重要信息。本论文利用毛细管电泳技术、光谱技术和透射电子显微镜等技术手段主要研究了五种多环芳烃、两种碳纳米材料与两种主要运输蛋白之间的相互作用情况。本文共分为四章，分述如下：　　 在本论文的第一部分，综述了目前蛋白质和配体相互作用研究方法的基本原理、研究进展和发展趋势，比较了各种方法的优缺点，特别介绍了毛细管电泳和荧光光谱技术，并对几种重要的人工纳米材料生物效应的研究进展进行了总结，共引用文献144篇。　　 在本论文的第二部分，通过将非离子表面活性剂引入到毛细管电泳亲和体系中，发展了一种可测定疏水性化合物和生物大分子相互作用的毛细管电泳方法，并利用该方法研究了几种多环芳烃与人血清白蛋白(HSA)、低密度脂蛋白(LDL)之间的相互作用。研究表明，在水溶液中，萘、芴、菲与HSA之间相互作用的结合常数分别为3.25(±0.25)、3.43(±0.26)、7.14(±0.40)×106 L/mol；多环芳烃与运输蛋白的结合与其疏水性能有关：疏水性越强，越倾向于与LDL结合；疏水性越弱，越倾向于与HSA结合；中等疏水性多环芳烃与HSA的结合可被其亲脂分配作用抑制。　　 在本论文的第三部分，利用光谱技术和透射电子显微镜技术研究了未修饰C60和几种蛋白质之间的相互作用。研究表明，C60可以单分子状态与HSA结合，形成C60-HSA复合物；C60与HSA的作用过程中，可以引起HSA分子构象和二级结构的变化；HSA对C60纳米颗粒起到稳定和分散的作用；C60也可与其它一些不同功能的蛋白质(牛血清白蛋白、人免疫球蛋白、RecA蛋白和人低密度脂蛋白)发生作用，并改变它们的构象，其纳米颗粒可被后者进一步地分散。　　 在本论文的第四部分，利用光谱技术和透射电子显微镜技术研究了一种水溶性羟基化单壁碳纳米管(SWCNTs-OH)和人血清白蛋白之间的相互作用。研究结果表明，SWCNTs-OH可与HSA结合，结合过程中可以引起HSA构象和二级结构的变化，为进一步研究碳纳米管的潜在毒性提供有效的研究方法。另外，透射电子显微镜实验表明，HSA对SWCNTs-OH具有一定的稳定和分散作用。