二硫化钼纳米材料，作为过渡金属硫化物家族中最重要的成员，已经广泛应用于生物医学领域。然而，其与生物体系的相互作用却很少研究，特别是从原子层面的探索鲜有报道。这些都与其生物相容**息相关。为了探究二硫化钼和生物成分的作用及对生物结构的影响，我们结合分子动力学模拟和电生理实验从原子、分子及宏观层面充分探讨了二硫化钼纳米片与四种钾离子通道蛋白（KcsA、Kir3.2、Kv1.2和TREK-1）的相互作用及对结构功能的影响。其中，我们发现，二硫化钼纳米片能够对其中三种蛋白（KcsA、Kir3.2和Kv1.2）产生影响并且抑制钾离子的流通。具体地讲，二硫化钼纳米片能够破坏KcsA的完整结构，特别对于最关键的选择过滤结构域具有很强的破坏作用；而对于Kir3.2通道，二硫化钼纳米片不能够破坏其结构，但是能够完全覆盖、堵塞住它的外通道口，从而抑制钾离子流通；此外，对于Kv1.2通道蛋白，二硫化钼纳米片能够与通道开关相关结构域相互作用，从而影响Kv1.2的开关性。然而，二硫化钼纳米片对于结构更加保守的TREK-1蛋白却没有作用。同时，电生理实验也证实了二硫化钼能够抑制Kir3.2和Kv1.2的流通性，且对于TREK-1并没有作用。因此，分子动力学模拟结合实验共同证实了二硫化钼纳米片在一定环境的毒性及相关机制，为未来更广泛的应用提供理论指导。