分子探针是分析传感和光学成像的强大工具,由于其高度的特异性,不仅可以观察到特定分子的表达和活性,而且可以观察到细胞和分子水平上的生物学过程。纳米材料凭借优异的性能和丰富的功能在医学领域展示出广阔的应用前景。与小分子探针相比,由分子自组装形成的纳米探针具有更高灵敏度和特异性,为疾病的诊疗提供了崭新的技术手段。多肽作为天然的生物活性分子,可以通过氨基酸之间多种非共价相互作用组装成多样的超分子纳米结构。基于自组装肽的纳米探针具有良好的可设计性、序列多样性和生物活性,在疾病诊疗方面有着广泛的应用。自组装肽纳米探针的成像模式包括荧光成像、放射性核素成像、磁共振成像等。其中,荧光成像具有高灵敏度、操作方便等优点。然而传统的有机荧光染料存在聚集荧光淬灭（Aggregation-caused quenching,ACQ）现象,这在一定程度上限制了其在纳米探针中的应用。聚集诱导发光（Aggregation-induced emission,AIE）现象的发现解决了这一问题。与ACQ截然相反,AIE分子（Aggregation-induced emission luminogens,AIEgens）在溶液中不发光,但当它们以聚集形式（包括无定形聚集和有序聚集）存在时会呈现高亮度荧光。这种在聚集状态下发光的AIEgen克服了传统荧光染料ACQ效应的缺陷,在分子传感、细胞示踪、疾病诊断和诊疗一体化等生物医学领域具有巨大的应用潜力。AIE效应使得AIEgen在自组装纳米探针的构建中具有独特的优势。将AIEgen与自组装多肽分子通过共价键结合后,多肽分子间非共价作用力可限制AIEgen的分子内旋转,从而开启AIEgen的荧光。然而,对于基于AIEgen的自组装超分子,AIEgen特有的高度扭曲或螺旋桨状的分子构象特征往往会干扰分子间规律的自组装过程,从而影响组装体的发光效率和微观形貌。基于原位自组装的小分子肽探针,因既能克服小分子探针易于代谢、效率低等局限性,又能发挥纳米探针的高效率的优势,逐渐被用于肿瘤、细菌感染以及多种生物靶点的检测研究。本课题利用自组装肽具有的结构明确、序列可编辑和良好的自组装能力的特点,通过多肽序列的合理设计构建了多组可原位自组装的探针序列,系统地研究了 AIEgen-自组装肽探针中多肽结构与探针性能的关系并获得了在体外和活菌水平上具有高选择性和灵敏度的碱性磷酸酶（Alkaline phosphatase,ALP）检测探针,为设计高效的AIEgen-肽探针提供理论依据。本论文基于经典的AIEgen分子四苯乙烯（Tetraphenylethylene,TPE）,采用多肽固相合成法（Solid phase peptide synthesis,SPPS）合成了一系列多肽序列不同的 AIEgen-肽分子,即 TPE-G（x）f（Y）pY（Z）EEE（x=0,1,2,3,4,5;y=1,2,3,4;z=1,2）。AIEgen-肽以磷酸化酪氨酸为酶切位点,在ALP催化酪氨酸去磷酸化后分子的亲疏水平衡发生改变,诱导探针分子自组装形成纳米组装体进而发光。通过对AIEgen、自组装肽分子之间的连接体长度、核心自组装氨基酸数量、酶响应位点个数以及共组装等策略深入研究了 AIEgen-肽的构效关系,结果表明:（1）TPE与组装肽的距离不应太远（如小于5个甘氨酸）,否则肽分子的自组装不能限制TPE的分子内旋转,从而降低TPE-肽对ALP的发光效率;（2）适当增加具有自组装能力的氨基酸（苯丙氨酸）的数量可以提高其对ALP的响应自组装和发光能力;（3）与非AIEgen封端的自组装肽共组装可以导致由纳米球到短纳米纤维再到长纳米纤维的转变;（4）在构建有效的AIEgen-多肽探针时,应充分考虑分子的亲疏水平衡。此外,筛选出的AIEgen-肽探针在体外和活菌检测中都表现出良好的选择性和检测灵敏度。综上所述,我们通过肽结构的变化合理设计了多组探针序列,系统研究了探针的构效关系并获得了在体外和活菌水平上具有高选择性和灵敏度的ALP检测探针。我们发现,通过优化自组装肽的序列和组装策略可以大幅提升AIEgen-自组装肽探针的检测灵敏度和特异性。以上结论有助于我们了解AIEgen-自组装肽分子的组装过程,为设计高效的AIEgen-自组装肽分子提供指导,并促进其在酶检测和生物标记物成像等生物医学领域的应用。