烟草花叶病毒是一种棒状的生物纳米粒子。由于其独特的蛋白组装结构，具有尺寸上的单分散性、表面可化学修饰及基因修饰等特点，在构筑一维复合纳米材料、纳米药物载体、荧光探针和生物传感器等领域具有广阔的应用前景。本论文主要致力于烟草花叶病毒的内外表面化学修饰和可控组装研究，进一步扩展了其在纳米技术、化学、生物和材料科学等前沿交叉领域的应用。　　一、在烟草花叶病毒外表面进行多巴胺的原位氧化聚合形成聚多巴胺包覆层，研究了聚多巴胺对烟草花叶病毒组装行为的影响，形成了纳米束状、纳米线状、交联网络状和嵌入式结构等组装形式。　　二、利用聚多巴胺的反应特性，无需添加还原剂，在聚多巴胺-烟草花叶病毒一维纳米线表面还原生长金纳米粒子。通过与海拉细胞的共培养，研究了一维纳米线与细胞的相互作用以及进入细胞的途径，证明一维纳米线是通过大胞饮途径被细胞摄取，其内吞过程与文献中的理论模拟计算相符。　　三、对烟草花叶病毒蛋白外表面、内表面和底部末端暴露出来的氨基酸进行化学反应，修饰了多种荧光和功能性分子，制备了生物纳米荧光探针，为烟草花叶病毒的多功能化表面修饰提供了实验基础。　　四、利用烟草花叶病毒纳米管状的蛋白组装结构所形成的限域空间，通过修饰生色团小分子来模仿绿色荧光蛋白的限域荧光发射现象，对理解蛋白组装体结构的纳米限域效应、绿色荧光蛋白的分子发光机理和在构建新型蛋白荧光探针方面具有重要意义。