大气污染已成为一个深刻的科学和社会问题,对生活环境产生了重大影响。大气的成分不仅包括颗粒物,还包括气态共污染物,例如二氧化氮（NO₂）、臭氧（O₃）和二氧化硫（SO₂）等。空气中的NO₂、O₃和SO₂是由烟雾、化石燃料燃烧以及汽车和其他内燃机等排放产生的室内外环境污染中的主要有毒成分,因此NO₂、O₃和SO₂的毒性研究也逐渐引起人类的关注。NO₂、O₃和SO₂均可引起肺部细胞的氧化损伤,且与哮喘、肺癌等疾病密切相关。此外,大气中还存在着多种新型持续性有机污染物,如短链氯化石蜡（Short Chain Chlorinated Paraffins,SCCPs）等。短链氯化石蜡SCCPs可引起细胞活力下降,也会导致脂质、氨基酸和核苷酸代谢损伤,近年来被报道与肺癌在内的多种疾病相关。但到目前为止,对NO₂、O₃、SO₂和SCCPs的环境毒理效应,特别是其与生物膜的相互作用机制仍然缺乏深入的研究。在第一部分工作中,我们基于分子动力学计算的方法,模拟了NO₂、O₃和SO₂分子与二棕榈酰磷脂酰胆碱（Dipalmitoylphosphatidylcholine,DPPC）双分子层生物膜的相互作用。由模拟计算结果可知,NO₂、O₃和SO₂分子均可由水相进入脂质层内;且随着NO₂、O₃和SO₂浓度的增加,磷脂双分子层生物膜的厚度以及脂均面积均有增大;进一步引起脂质序参数的增大,从而导致生物膜的流动性呈现出下降趋势并产生膜损伤效应。上述结果表明,NO₂、O₃和SO₂通过影响生物膜的物理性质导致DPPC双分子层的结构发生变化,且其分子浓度的增加可加剧膜损伤。在第二部分工作中,基于第一部分工作研究的结论,我们进一步探讨了NO₂、O₃和SO₂混合物体系对于DPPC双分子层生物膜产生的潜在的膜损伤效应。通过分子动力学模拟的方法模拟并计算了混合体系作用后的磷脂双分子层厚度、脂均面积、磷脂双分子层膜电势以及脂质序参数等。结果显示,NO₂、O₃和SO₂混合体系显著影响磷脂双分子层的结构。并且,与第一部分工作中的NO₂、O₃和SO₂单一分子体系相比较,混合物体系对磷脂双分子层结构变化的影响程度更高;生物膜流动性下降趋势更显著;进一步说明了NO₂、O₃和SO₂共存的混合体系对生物膜的损伤效应更为显著。在第三部分工作中,我们通过大肠埃希菌膜损伤实验和分子动力学模拟结合的方式研究了新型持续性有机污染物SCCPs对生物膜的作用。大肠埃希菌表面疏水性测定分析表明大肠埃希菌表面疏水性随着SCCPs的浓度逐渐增大而呈现出下降趋势。β-半乳糖苷酶活力检测分析显示SCCPs的加入可导致β-半乳糖苷酶的渗漏和生物膜的损伤。基于分子动力学,我们模拟了不同浓度的SCCPs体系与DPPC双分子层的作用。分析结果表明,随着SCCPs的浓度的增大,磷脂双分子层结构发生了显著变化且膜的流动性随之下降。大肠埃希菌膜损伤实验和分子动力学模拟表明SCCPs可以造成生物膜结构的损伤,研究结果也为后续的SCCPs毒性评估提供了可靠的数据支持和科学依据。