人工合成细胞膜通道能够模仿生物通道进入细胞膜中，对膜两侧物质进行输运交换。其在分子离子分离、生物检测、药物输运等诸多领域有着多种应用，因此人工合成纳米通道是当前研究的一大研究热点。在多种人工合成纳米通道中，使用刚性大环化合物通过自组装形成通道，因其自组装基元尺寸可调且易于修饰等特点成为构建具有实际应用价值的人工通道的非常重要且有潜力的方法。本论文使用单通道平面脂质双分子层电生理方法研究一类刚性大环化合物自组装纳米通道的物质传输性质，并结合其它实验结果，使用分子动力学模拟的方法对其自组装特性与物质传输原理进行了探究。本论文的研究材料为我们的合作实验室，纽约州立大学巴弗洛分校化学系龚兵教授实验室新近合成出一系列环状自组装基元，代号为L3、D+L-3等。该系自组装基元由内部大环与连接大环的侧链构成，其中大环由苯环与脲键连接而成，侧链通过非极性残基与酰胺键链接而成。依设计构想，该系自组装基元能够依靠相邻分子间的弱相互作用（氢键、π-π作用等）于弱极性溶剂或磷脂双分子层内堆叠成自组装纳米通道。基于脂质体囊泡技术，我们发现D+L-3分子能够增加POPC/Brain PS磷脂双分子层对水分子与质子的导通率。红细胞溶血实验表明，L3、D+L-3分子的加入并不改变小鼠红细胞对钠离子、氯离子等离子的导通率；而进一步的单通道平面脂质双分子层电生理实验，定量的验证了D+L-3分子自组装形成的纳米通道并不能通过钠、氯等离子。同时，我们依据经验参数构建了D+L-3自组装纳米通道的分子动力学模拟体系，利用该体系我们发现，在NPT系综（295K，1atom）下D+L-3分子纳米管状结构于氯仿内结构稳定，而该形成的通道内部仅能容下单排水分子且水分子易长期以固定构象停歇于相邻D+L-3分子间，这一模拟结果与现有实验现象一致；同时，我们进一步推测这种小孔径的纳米通道的高效的质子导通能力与有序排列的水分子有关。通过实验研究与理论模拟的相结合，本论文建立了对自组装纳米通道物质传输性质的研究体系，本利用该体系表征了以D+L-3为代表的一类刚性大环化合物膜通道的物质传输特性，并初步探究了其机理；为进一步通过修饰基元分子的侧链提高通道的稳定性与外部特性，通过修饰自组装基元内环实现内部孔径与功能调控提供了实验参数与理论指导。