结晶技术由于具有能耗低、效率高、产品纯度高以及操作条件温和等优势，在医药、化工、材料和生命科学等领域有着广泛的应用。其中，溶液结晶是最古老也是最常采用的一种结晶工艺。该过程虽然看似简单，但涉及复杂的晶体成核与生长过程，并受到内部和外部多重因素的制约。目前，对溶液结晶过程尤其是涉及到多晶型药物的结晶过程尚未完全理解，设计和优化结晶过程在很大程度上仍然依赖于经验。因此，为了能够有效地控制溶液结晶过程，进而获取满足不同需求的晶体产品，必须从原理上认识晶体的成核与生长机理以及晶体内部的分子排列方式和外部生长环境对晶体成核的影响机制。众多研究表明，结晶过程中的的溶剂以及过饱和度对晶体的成核与生长过程以及多晶型体系的晶型转变过程都产生了重要影响。但目前对溶剂和过饱和度这两个因素对晶型的调控以及晶型转变的作用机制尚缺乏深入系统的理解和认识。因此，本文以L-谷氨酸为研究体系，采用实验与分子模拟相结合的方法研究成核前溶液中分子聚集体的结构、过饱和度对成核及晶型转变过程的影响以及溶剂和亚稳晶型的晶面对稳定晶型成核过程的作用机制，以期为多晶型药物结晶过程提供一定的理论基础。本论文主要研究内容如下:　　1.利用紫外光谱分析了L-谷氨酸分子在不同溶剂中的聚集方式，并通过实验测定了其在上述溶剂中的成核诱导期，关联了不同溶剂中溶质分子的聚集方式与成核诱导期之间的关系;采用分子动力学模拟研究了水溶剂中溶质分子的聚集形式，结果表明在较高的浓度下，溶质分子倾向于形成单氢键二聚体，并可继续团聚成更大的聚集体，初步解释了紫外光谱法得到的结果。　　2.应用红外光谱探测了具有不同过饱和度的L-谷氨酸水溶液中的溶质分子的构象，并监测了对应的晶核的晶型，发现不同过饱和溶液中溶质分子的主要构象决定了初始结晶产品的晶型，并且在较低过饱和度的溶液中会直接生成稳定的β晶型，而在高过饱和度的溶液中，首先出现的是亚稳的α晶型，随后逐渐转变为β晶型。　　3.使用粉末X射线衍射对L-谷氨酸两种晶型的组成进行了定量分析，在此基础上确定了L-谷氨酸晶型转变过程中两种晶型的含量变化。利用光学显微镜在线观测了高过饱和度下L-谷氨酸的晶型转变过程，发现过饱和度的增加，改变了初始结晶的α晶型的形貌，从而大幅缩短了晶型转变的时间。　　4.在线观察了的L-谷氨酸过饱和溶液中的晶型转变过程，发现β晶型可以在α晶型的三个主要晶面都上成核，但成核概率按照{011}＞{111}＞{001}的顺序降低。通过分子动力学模拟考察了初始构象为α或β的单一溶质分子吸附在α晶型的三个主要晶面上的吸附情况。结果表明两种分子在晶面上的吸附能都依照{011}＞{111}＞{001}的顺序降低，且初始构象为α的溶质分子由于受到{011}晶面的诱导作用而演变为β的构象。进一步，采用单分子连续吸附模型，考察了多个初始构象为β的分子在α晶型的三个晶面上的吸附情况，发现增加吸附分子数目并不改变吸附能的大小顺序，但这些分子在α晶型不同晶面上的自组装能力不同，其中在α晶型的{011}晶面上的自组装能力最强。　　5.为了考察溶剂在L-谷氨酸晶型转变过程中所起到重要作用，在第4点的基础上，进一步构建了单层弛豫的界面溶剂化模型，从热力学和动力学角度分析了溶质、溶剂分子分别在晶面上的吸附及扩散行为以及溶质分子在溶液中的脱溶剂化过程。发现溶剂的存在并不改变两种分子在α晶型的不同晶面上的吸附能顺序，但会减小吸附能的相对大小，并削弱了α晶型的晶面对溶质分子构象改变的诱导作用以及构象为β的溶质分子在α晶型的不同晶面上的自组装行为。