癌细胞内酶活性的原位成像可以评估疾病的发生和发展。因此,设计癌症相关酶活性的生物传感平台以及发展精准成像新策略对于提高早期诊断的灵敏性和特异性具有重要意义。传统的“开-关”荧光成像策略一般为单识别开关模式,其在响应信号可控性、成像精准性和信噪比等问题受到限制。因此,我们亟需发展多识别模式。近来,金属有机框架(MOFs)凭借其灵活多样的性能吸引了越来越多的研究关注。通过将一种或多种功能性纳米粒子与MOFs复合得到的纳米粒子@金属有机框架(NP@MOF)复合材料具有更优异的性能。NP@MOF有效综合了纳米粒子和MOFs的优势,在催化、传感、药物运输和生物医药等领域展现出广泛的应用前景。本论文利用NP@MOF作为双识别开关,以实现高特异性、高灵敏的逐步响应成像为目标,开展了以下工作:提出了一种基于核壳型NP@MOF纳米结构作为双识别开关用于细胞内pH和酶的逐步响应成像。首次将生物活性开关嵌入MOF中,纳米级的ZIF-8外壳和组织蛋白酶B(cathepsin B,CaB)底物肽修饰的金纳米核分别具有对酸性环境和CaB酶活性的开关响应能力,可以对活细胞中溶酶体内的CaB进行逐步响应成像。合成方法为室温溶液法,温和简便,同时也可保持多肽的生物活性。纳米探针内化进入癌细胞后,通过溶酶体内的CaB响应可以点亮纳米探针的荧光。共定位成像结果中纳米探针在癌细胞溶酶体中的局部积累进一步证实了局域荧光成像策略。因此,本工作建立的通用性响应平台不仅展示了 NP@MOF纳米结构作为双识别元素的新范例,也提供了一种简便而精确的成像策略用于澄清早期诊断中的酶活性。