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铝在环境中主要以硅酸盐和氧化物的形式存在于矿物中,由于近年来酸雨等各种环境问题使得湖泊、河流、土壤等发生不同程度的变化,致使铝从岩石和土壤中溶解出来,以多种可影响生物活性的形态存在。研究证实,铝能够抑制三羧酸循环和糖酵解过程中各种酶的活性,从而严重阻碍亚细胞线粒体供能系统正常运行。通过多种途径进入人体内的铝会导致一系列疾病,如贫血症、骨软化病,尤其是阿尔兹海默症、帕金森症等神经系统疾病。因此,研究铝元素形态对人类健康生活有很重要的意义。人们已经发现纳米颗粒会对自然环境和人类健康造成许多无法预计的潜在威胁,开始越多关注纳米颗粒的安全性问题。本论文采用碳纳米管修饰电极研究纳米形态及其他铝形态化合物对依赖于辅酶Ⅱ (NADP+/NADPH)的谷胱甘肽还原酶(GR)活性的影响,并利用圆二色谱法研究其相互之间的影响机制：采用还原型石墨烯修饰电极探究铝形态化合物对依赖辅酶Ⅰ (NAD+/NADH)的乙醛脱氢酶(ALDH)和乙醇脱氢酶(ADH)活性的作用,并采用化学计算方法作了进一步讨论。实验结果如下所述：1.采用滴涂法制备碳纳米管MWNTs/壳聚糖CHIT修饰玻碳电极和还原型石墨烯rGO/CHIT修饰电极,MWNTs/CHIT修饰电极和rGO/CHIT电极分别较为明显的降低了还原型辅酶Ⅱ (NADPH)和辅酶Ⅰ(NADH)在裸的玻碳电极上的氧化过电位,利用计时电流i-t法,通过检测NADPH和NADH在电极上催化电流的变化情况,分别实验不同形态铝化合物对GR、ALDH、ADH活性的影响。实验结果发现,铝对GR和ALDH、ADH的活性均具有一定的抑制作用。2.不同的铝形态及溶液pH值,对酶活性影响也不同。当缓冲液的pH<7时,Al(Ⅲ)对GR、ALDH和ADH活性抑制作用最为明显,并且随着体系pH值增大,抑制作用减小。这是因为溶液在较低pH下,能够与GR体系相互作用的Al3+是其主要的存在形态。相对应地,缓冲液的pH接近7时,Al13的存在对GR、ALDH和ADH活性抑制作用最为明显的酸度条件。这可归因于此酸度下Al13最稳定,而在偏酸和偏碱的条件下由于Al13聚合度降低而导致其不稳定。3.选择圆二色谱手段研究了Al(Ⅲ)和Al13对GR活性的影响机制,结果发现Al(Ⅲ)和Al13能够使得GR的构象发生变化。另外采用荧光光谱和量子化学计算等多种手段研究了Al(Ⅲ)和Al13对ADH酶活性改变可能的作用方式和机制,实验结果表明Al(Ⅲ)和Al13能够同时引起ADH和NAD+自身的构象发生变化。量子化学计算结果表明,Al、F之间的配位作用会导致ADH构象的变化。Al(Ⅲ)和Al13诱导引起的NAD+和ADH构象变化是引起ADH活性改变的最重要因素。