纳米材料是指三维空间尺度至少有一维处于纳米量级(1-100nm)的材料,纳米材料因表现出特异的光、电、磁、热、力学、机械等性能而引起了人们的广泛关注,纳米技术成为当前世界科学研究的热点领域之一。现在纳米材料越来越多地用于人类的生活中,如纳米电子器件,医学和健康等方面。碳纳米管,是继富勒烯之后出现的又一种新型碳纳米材料。当碳纳米管和生物体接触时,在界面上首先发生的是材料表面对蛋白质分子的吸附作用,这种吸附作用决定了后续的细胞响应以及整个系统对材料的反应。碳酸酐酶是一种重要的金属酶,广泛存在于人体肾脏、脑视网膜等组织器官中,能可逆性的催化二氧化碳的水合反应,产生在人体多种生理活动中发挥重要作用的质子和碳酸氢根离子,因而与人类关系密切。碳酸酐酶缺失、表达异常或活性发生改变都会引发机体的病变,例如青光眼、骨质疏松症、癫痫、肿瘤等疾病的形成。所以研究碳纳米管与碳酸酐酶之间的相互作用,对其更好的应用于药物载体及新的治疗技术的发现等领域有很重要的意义。本文首先利用组合化学方法合成了不同表面化学修饰的多壁碳纳米管,利用紫外分光光度法、稳态荧光等分析技术研究了功能化多壁碳纳米管与碳酸酐酶的相互作用。通过酶活性分析和稳态荧光光谱初步筛选了功能化多壁碳纳米管对碳酸酐酶活性和自身荧光的影响。根据筛选结果对碳纳米管与碳酸酐酶的相互作用进行了深入的研究,测定碳纳米管对碳酸酐酶的吸附量,利用圆二色谱的分析碳纳米管吸附碳酸酐酶后对其二级结构的影响,通过酶促反应动力学法研究碳纳米管对碳酸酐酶的抑制机理。分析实验结果得到以下结论：通过碳纳米管对碳酸酐酶活性抑制实验进行生物筛选,表面不同化学修饰的碳纳米管对碳酸酐酶活性的影响不同。根据荧光粹灭实验,我们发现不同功能化多壁碳纳米管库由于表面基团的不同,对碳酸酐酶的荧光产生不同的影响,但由于碳酸酐酶本身结构的特点,其荧光粹灭程度大致相同；根据筛选结果,选出了8种对碳酸酐酶活性抑制比较大的碳纳米管,发现其吸附碳酸酐酶的量也大致等同,而CD光谱也显示这些碳纳米管对碳酸酐酶的二级结构没有造成显著的改变；动力学实验表明8#、15#、16#碳纳米管对碳酸酐酶的抑制属于竞争性抑制。但在对照试验中,这些碳纳米管表面连有的功能化小分子化合物基团却不能抑制碳酸酐酶的活性。因此,只有碳纳米管与一些小分子化合物形成的功能化碳纳米管才能有效地靶向碳酸酐酶的活性位点,进而影响其活性。即本文通过组合化学的方法对多壁碳纳米管进行了表面多样化的化学修饰,发现了具有很好的靶向性、能够特异性结合碳酸酐酶活性位点的功能化多壁碳纳米管,他们将在纳米医学和生物学上具有极大的应用潜力。