در این پایان نامه تعدادی از رهیافت های مختلف کمومتریکس و کموانفورماتیک برای مطالعه برهمکنش برخی نانو مواد در سیستمهای شیمیایی و نیز جهت معرفی شاخص های جدید آمینو اسیدها و توسعه روابط جدید ساختار-تابع برای پپتیدها و داروها، مورد استفاده قرار گرفته است. با توجه به اهمیت توصیف آمینو اسیدها و مدلسازی فعالیت پپتیدها، یک سری شاخص آمین اسیدی نو بر اساس خواص "شباهت مولکولی توپولوژی-کوآنتومی (qtms) پیشنهاد شد. راهکارهای مختلفی جهت استخراج شاخص های یاد شده از اطلاعات qtms آمینواسیدها به کار رفت؛ و در نهایت شاخص ها و پارامترهای بدست آمده در مدلسازی توالی- فعالیت (qsam) و آنالیز قسمت فعال چند سری داده از پپتیدهای معروف استفاده شد و نتایج جالبی حاصل گردید. برای بذست آوردن یک مجموعه دیگر از شاخی های آمینواسیدی با مزایایی مثل وارد کردن تاثیر پیوندهای همسایه در محاسبات ویژگی های یک پیوند، تابع "خود پیوستگی" بر روی خواص qtms پیوندهای آمینواسیدها اعمال گردید. توانایی پارامترهای بدست آمده در این محاسبات نیز، با بکارگیری آنها در مدلسازی توالی- فعالیت و آنالیز قسمت فعال در چند سری متفاوت از پپتیدهای با اهمیت نشان داده شد. در ادامه کارهای انجام شده در زمینه مدلسازی توالی- فعالیت پپتیدها، روشهای حداقل مربعات جزئی چند بعدی و حداقل مربعات جزئی بازشده برای مدل کردن فعالیت 48 پپتید دوتایی آستانه چشایی استفاده شد. بر اساس بهترین اطلاعات بدست آمده، برای اولین بار است که آرایه های پپتیدی در یک مطالعه qsam به صورت یک آرایه سه بعدی مرتب شده و با روشهای رگرسیون چند بعدی مدل گردیده است. تهیه گرافن در فاز محلول یکی از زمینه های جالب و بسیار بااهمیت در علوم نانو محسوب می شود، اما اطلاعات بسیار کمی در مورد جزئیات برهمکنش های بین حلال و گرافن در دست است. در این پایان نامه، روش ارتباط ساختار- خاصیت برای یافتن ارتباطی بین پراکندگی گرافن و ویژگی های ساختاری فیزیکی/ شیمیایی حلالهای بکاررفته، مورد استفاده قرار گرفته است. دو دسته از ویژگی های فیزیکی/ شیمیایی تجربی و تئوری حلالها در این مطالعه لحاظ شده که علاوه بر اطلاعاتی که در مورد نوع برهمکنش های موثر در این سیستم بدست آمده، امکان این را نیز فراهم کرده که برخی حلالهای توانا در سنتز گرافن که قبلا برای این موضوع استفاده نشده اند نیز پیش بینی شود. همچنین به دلیل افزایش کاربرد نانوفناوری در زمینه های زیستی، مطالعه برهمکنش نانو ذرات در این سیستمها یک موضوع جذاب و مهم محسوب می گردد. به همین دلیل نانو ذرات روی سولفید، با استفاده از سدیم هگزامتا فسفات به عنوان پایدار کننده، سنتز و تعیین ویژگی گردید و تاثیر خاموشی این نانوذرات بر آلبومین سرم انسان با استفاده از طیف بینی فلورسانس، آنالیز استرن-والمر و تجزیه مقدار منفرد مورد ارزیابی قرار گرفت. مطالعه ترمودینامیک نیز انجام گردید و نوع پیوند در برهمکنش آلبومین سرم انسان با نانو ذرات روی سولفید بررسی گردید. و در نهایت بر روی احتمال تغییرات کونفورماسیون آلبومین سرم انسان در حضور نانو ذرات روی سولفید نیز مطالعاتی انجام پذیرفت. در مطالعه دیگری ، تاثیر تتراسایکلین به عنوان یک داروی آنتی بیوتیک با اهمیت بر خاموشی طیف فلورسانس نانو ذرات روی سولفید سنتز شده جهت ارائه یک روش ساده و سریع برای اندازه گیری تتراسایکلین در نمونه های حقیقی دارویی ازائه گردید. روش پیشنهاد شده دارای ارقام شایستگی تجزیه ای بسیار مناسبی بود. اندازه گیری همزمانی پاراستامول یا استامینوفن به عنوان یک داروی مشهور تسکین درد و پارا-آمینوفنول به عنوان یک ناخالصی سمی پاراستامول در آنالیزهای دارویی اهمیت زیادی دارد. دو روش افزایش استاندارد چند متغیره بر اساس سیگنال خالص آنالیت و آنالیز فاکتوری کاهش مرتبه) sanas و (saraf جهت ارائه یک روش ساده و مناسب جهت اندازه گیری همزمانی پاراستامول و پارا-آمینوفنول در نمونه های سنتزی و نمونه های دارویی استفاده گردیدند. روش ارائه شده می تواند در حضور اثر بافت نیز کارایی داشته باشد.