多金属氧簇（POMs）是具有特殊三维结构的过渡金属-氧纳米簇,主要是由高氧化态（通常为d₀或d₁）的第V A和第VI A金属（以V,Mo和W为主,Nb和Ta较少见）制成的纳米级金属氧化物,其尺寸在0.8 nm至6 nm之间。POMs具有良好的水溶性、氧化还原性和热稳定性,这些性质使得它们在催化、分子磁性、生命科学、可持续能源、电子、传感器、放射性核素捕获等领域具有许多实际和潜在的应用。含钼多金属氧簇是一种高价钼混合的巨型团簇,它们表面带有大量的负电荷,由不同价态的钼原子所组成。我们选取的研究对象是球形（NH₄）₄₂[Mo₁₃₂O₃₇₂（CHCOO）₃₀]（H₂O）₇₂(缩写为[Mo₁₃₂])和钼家族衍生物数量最多的巨型盘状Na₁₅[Mo₁₅₄O₄₆₂H₁₄（H₂O）₇₀]·400H₂O(缩写为[Mo₁₅₄])。[Mo₁₃₂]是一种直径为2.9 nm的钼棕色Keplerate阴离子,包含132个Mo原子,其中72个Mo处于Mo（VI）,其余60个Mo处于Mo（V）。[Mo₁₅₄]是一种自身处于还原态的大型阴离子簇,单个的[Mo₁₅₄]的直径约为3.6 nm,由于范德华引力和静电排斥作用力[Mo₁₅₄]会在水溶液中形成囊泡状的空心球,因此它具有很强的自组装能力。[Mo₁₅₄]在808 nm近红外激光照射下,可将光能转化为热能,达到光热治疗的效果。人乳头瘤病毒（HPV）是一类小且无包膜的DNA病毒,其遗传物质是由环状的双链DNA组成,通过在皮肤和粘膜中的感染复制引起病变。包裹病毒基因组的蛋白质被称为衣壳蛋白,它们负责将病毒的遗传物质安全运输并递送到宿主细胞中。HPV的表面被L1和L2两种衣壳蛋白包被,L1是主要衣壳蛋白,它的分子量约为53 kDa,由五个单体形成一个五聚体（L1-p）,再由72个L1-p在病毒成熟时为其提供完整的病毒结构。即使在体外或者无DNA参与的情况下,L1蛋白也可自发地由72个L1-p组装成类病毒颗粒（VLPs）。由于衣壳蛋白在病毒感染和复制的过程中,尤其是在病毒生命周期的后期发挥着关键作用,所以其在新型抗病毒制剂的研发中很有研究意义。由HPV引发的癌症有多种,包括宫颈癌、外阴癌、阴道癌,阴茎癌,肛门癌,直肠癌和口咽癌等。目前市场上所售的预防性HPV疫苗都是由HPV主要衣壳蛋白L1合成的类病毒颗粒VLPs为主要原料制成的,其稳定性差、价格很昂贵,无法在全世界范围内普及。本论文分别针对[Mo₁₃₂]、[Mo₁₅₄]与HPV的主要衣壳蛋白L1的识别和组装展开两部分研究:一、[Mo₁₃₂]对HPV 16 L1-p和VLPs相反的颜色响应:[Mo₁₃₂]不稳定,在有氧和自然光照射的条件下显示弱的减色效应。（1）将L1-p与[Mo₁₃₂]混合后,在相同条件下它可加速[Mo₁₃₂]的减色效应,这主要归因于两者的静电相互作用促进了Mo（V）到Mo（VI）的转化。将L1-p组装形成VLPs后,又会引起[Mo₁₃₂]的颜色恢复,这表明它们之间存在可逆的弱相互作用。（2）将已组装好的VLPs与[Mo₁₃₂]混合后,它可以有效阻止[Mo₁₃₂]的减色。本章研究提出了一种简单快速且直接评估HPV衣壳蛋白存在状态的比色方法,该方法还可能扩展到其它种类的含Mo多金属氧簇,有望成为未来HPV疫苗的质量检测方法。本章利用CsCl梯度离心、十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）、动态光散射（DLS）、透射电子显微镜（TEM）成像、紫外-可见（UV-vis）分光光度法和X-射线光电子能谱（XPS）等技术手段对上述过程和机理展开了详细研究。二、[Mo₁₅₄]与HPV 16 L1蛋白的组装调控及性能研究:我们利用HPV 16 L1与[Mo₁₅₄]成功构建了两种新型杂合组装体,通过CsCl梯度离心来纯化组装体,SDS-PAGE来确定组装体中含有L1蛋白;利用DLS和TEM来确定组装体的尺寸以及元素分析（EDX）来确定组装体成分,这些结果都证明了L1-p与[Mo₁₅₄]组装成功。后期通过DLS来检测组装体的热稳定性、酸碱耐受度和储存稳定性;通过细胞实验发现适宜浓度的[Mo₁₅₄]在不损伤正常细胞的情况下可以对癌细胞产生杀伤作用;在上述过程中如果再辅以红外激光照射来进行光热治疗,可大幅度增强[Mo₁₅₄]对癌细胞的杀伤作用。因此,该部分研究表明组装体的成功构建不仅提高了VLPs的稳定性,为提高疫苗的性能奠定了基础,而且还有效提高了[Mo₁₅₄]杀伤癌细胞的能力,为进一步开发多金属氧簇作为抗癌药物提供了基础。