近年来,细菌感染在全世界范围内引起了广泛关注。目前,临床细菌感染主要是通过血液检查和组织活检来进行诊断,例如细菌培养、生物化学鉴定、免疫测定、聚合酶链反应和测序等,这些诊断方法大都耗时长且工序复杂。非侵入性的断层成像技术,例如计算机断层扫描、磁共振成像等可以提供快速、实时、无创的活体感染成像。然而,它们特异性较差、灵敏度较低,无法区分细菌感染和非细菌炎症感染,难以实现细菌感染的早期诊断。近年来,非侵入性的光学成像技术,包括荧光成像、生物发光成像、光声成像等也被广泛应用于细菌感染分析。与断层成像技术相比,光学成像具有较高的特异性和灵敏度,可以在分子水平提供细菌感染发生和发展的定位、定性及定量信息,为感染分期诊断提供准确依据,有望实现细菌感染的早期准确诊断。然而大部分光学成像探针基于配体和受体之间的亲和作用而构建,仅能靶向某一组特定的细菌（革兰氏阴性细菌或革兰氏阳性细菌）,导致相关光学成像方法难以同时对不同细菌引起的感染做出准确的诊断。因此,本论文工作以“发展可靶向不同细菌的纳米探针及其实现对深部组织细菌感染的高灵敏成像与联合治疗”为研究目标,首先制备得到了可靶向多种细菌的多功能金纳米探针用于深部组织细菌感染成像以及联合治疗,然后发展了超声介导的可持续化学发光的细菌探针,可用于深层组织细菌高灵敏成像分析。本硕士论文的具体章节如下:第一章:首先,简要介绍了细菌感染的危害以及现阶段细菌分析检测的常用方法及其发展历程;其次,简要论述了光声成像及其在细菌感染成像中的应用;紧接着,概述了化学发光技术在生物成像中的应用价值以及研究现状。最后,阐述了本论文的立题依据、研究意义以及研究内容。第二章:发展了一种可用于深层组织不同细菌成像分析与治疗的多功能金纳米探针。通过在小尺寸的金纳米颗粒（Gold nanoparticles,简称:AuNPs）表面同时修饰葡萄糖聚合物（Glucose polymer,简称:GP）与二吖丙啶（Diazirine）分子,以及负载二氢卟酚e6（Chlorine6,简称:Ce6）,成功制备得到可被不同细菌吞噬的多功能金纳米探针。激光共聚焦成像与冷冻电镜表征结果表明,构建的金纳米探针能够被不同细菌吞噬。竞争性实验和抑制性实验证明金纳米探针是通过细菌表面细胞膜上的ATP结合盒式转运通道（ATP-binding cassette transporter,简称:ABC transporter）的主动吞噬作用,而被“吞食”进入细菌内部。在激光照射下,二吖丙啶转化为卡宾基团,卡宾基团之间很容易形成共价键,导致被内吞的探针聚集,从而产生比较明显的光声信号。研究结果表明,光声成像分析可使该构建的金纳米探针的表层皮肤细菌检测限低至约105 CFU以及深层肿瘤或肠道内细菌检测限低至约107 CFU。最后,体外与活体抗菌实验研究表明,与抗生素相比,细菌内大尺寸的金纳米探针在波长为660 nm和808 nm激光的照射处理之后,在更短的抗菌时间内具有更优异的抗菌性能。第三章:发展了一种基于超声介导的可持续化学发光成像（ultrasound-activated persistent chemiluminescence imaging,简称:USPCLI）纳米探针,即在超声作用下,纳米探针中的声敏剂产生活性氧物质用于激发探针中的化学发光底物使其产生化学发光,可用于活体深层组织的成像分析。首先,通过纳米沉淀的方法将半导体聚合物聚2-甲氧基-5-（2’-乙基己氧基）-1,4-苯二乙烯、声敏剂血卟啉单甲醚和染料分子DiR自组装形成USPCLI探针。其次,通过缩合反应在制备的USPCLI探针表面修饰细菌靶向基团-葡萄糖聚合物（Glucose polymer,简称:GP）从而达到靶向成像分析深层组织细菌感染的目的。研究结果表明,在相同条件下,与相同发射波长的荧光成像相比,该构建的USPCLI探针的组织穿透深度是荧光成像的2倍,其信噪比约为荧光成像分析的4.1倍,故更适用于深层组织的成像分析。活体结肠炎模型的成像分析研究表明,该新型USPCLI探针能够有效地辨别细菌性与非细菌性结肠炎,对后续相关疾病的诊断与治疗具有指导性作用。第四章:总结了本论文所发展的可靶向不同细菌的多功能纳米探针的特点及其在深层组织细菌感染成像中的应用,同时讨论了本硕士论文研究内容需要改进的地方;最后,展望了可靶向不同细菌的多功能纳米探针在深层组织细菌成像分析与治疗中的应用。综上所述,本硕士毕业论文重点发展了具有被不同细菌“吞食”属性与深层组织穿透能力的多功能纳米探针,并探索了它们用于宿主生物体深层组织微量细菌的高灵敏成像检测与治疗的可能性。该研究对拓展纳米探针成像技术在细菌感染诊断与治疗领域的应用,具有一定的科学意义与推动作用。