疾病的早期诊断可以大幅提升临床治疗效果，提高患者的生存率和生活质量。但是，现有的临床诊断方法，例如活组织检查、血液检查以及临床成像方法，难以在疾病的发病初期进行确诊。因此，发展有效、可靠、廉价的早期诊断方法对于疾病的控制和治疗具有重要意义。近年来，纳米探针因其优异的物理化学性质已经在生物医学领域发挥着越来越重要的作用，为解决疾病早期诊断难题提供了新的思路和方法。在本论文中，构建了一系列基于纳米探针的疾病早期诊断平台并将其用于微骨裂和卵巢癌早期标志物的检测。研究主要分为以下三个部分:　　1.微骨裂的及时诊断和介入治疗对于预防微裂纹的聚集以及降低骨折的风险具有重要意义。现阶段，微骨裂的体内诊断方法主要是正电子发射计算机断层成像技术(PET)。但是，这种方法分辨率较低，而且放射性核素探针不能特异性靶向微骨裂处。针对这一问题，构建了一种基于镱纳米探针的宝石能谱CT成像平台。宝石能谱CT相对于PET具有更高的空间分辨率，更重要的是，这种成像技术可以根据物质的X射线衰减特征进行物质分离。但是，宝石能谱CT仍无法实现免标记的微骨裂成像，其主要原因是微骨裂和健康骨组织具有相同的物质成分-羟基磷灰石和X射线衰减特征。为了特异性检测微骨裂，选取了与羟基磷灰石具有不同衰减特征的镱基纳米探针，并且在纳米探针表面修饰具有靶向微骨裂的功能基团。肌肉注射纳米探针后，纳米探针靶向的微骨裂和健康骨组织在宝石能谱CT的基物质图像上表现出明显的信号差异。更重要的是，利用宝石能谱CT优异的成像性能，实时地监测了纳米探针在微骨裂处的富集情况。因此，构建的这种平台可以有效地区分微骨裂和健康骨组织。　　2.在上一部分工作中，发现只有通过肌肉局部注射纳米探针的方式可以对微骨裂进行宝石能谱CT成像，然而，静脉注射的方式却不能对微骨裂成像。推测这主要是由于宝石能谱CT成像技术的灵敏度较低，当只有少量的纳米探针在微骨裂处富集时，宝石能谱CT成像技术难以区分微骨裂和健康骨组织。为了验证这一推测，采用了表面增强拉曼散射技术，这种方法相对于宝石能谱CT具有更高的灵敏度，它可以提供分子的指纹图谱。为了实现微骨裂的特异性检测，设计了聚多巴胺包裹的表面增强拉曼纳米探针，其中，聚多巴胺壳层既可以保护拉曼活性分子，又具有靶向微骨裂的性质。将纳米探针静脉注射到小鼠微骨裂模型后，在微骨裂处可以采集到明显的拉曼信号，由此证实了我们之前的推测。另外，基于纳米探针的表面增强拉曼成像平台为骨的微损伤研究提供了新的视角。　　3.分子影像技术可以通过采集疾病位置的解剖信息和生理信息对疾病进行诊断，但是这种方法难以实现高通量的疾病筛选，并且特异性和灵敏度都较低。相反，体外检测方法（例如荧光光谱法、比色法、电化学法）的灵敏度可达pM，并且具有很高的选择性。基于此，提出了一种简便的“锁-钥匙”策略实现了快速、特异性识别血浆中卵巢癌早期标志物-溶血磷脂酸。文中选取了具有独特光学性质和结构性质的共轭聚合物-聚丁二炔，它可以在外界刺激下做出变色响应。溶血磷脂酸是一种两亲性分子，它可以通过静电作用和疏水作用插入到聚丁二炔的两亲性侧链中，破坏侧链结构，引起主链共轭程度发生变化，从而使聚丁二炔的颜色由蓝变红，实现溶血磷脂酸的比色检测。这种比色方法成功地检测到小鼠卵巢癌模型和卵巢癌早期和晚期患者血浆中溶血磷脂酸。另外，还构建了一个基于聚丁二炔和侧流层析试验的试剂盒，为卵巢癌的早期诊断提供了新平台。