在前期工作中(J.Am.Chem.Soc.2013,135,17617-17629),提出了"聚前药两亲分子"的概念并实现多级纳米结构调控,详细阐述了其生物效应.以此为基础,进一步发展了具备肿瘤细胞穿膜和长血液循环特征的单分子超支化聚前药两亲分子体系,用于抗肿瘤药物传输和肿瘤医学成像;实现了在肿瘤细胞内信号刺激下,药物活性启动,磁共振造影信号协同增强.通过系列活性聚合和后改性技术制备了一种单分子超支化聚前药两亲分子，超支化内核是以药物为骨架，并标记有磁共振造影Gd复合物；为模拟细胞穿膜肽，将外层的亲水壳层标记少量胍基。研究发现该聚前药诊疗体系具有显著的长血液循环和肿瘤细胞穿膜特征；在正常生理条件下，药物共价连接在超支化内核，活性处于屏蔽状态；同时，Gd复合物处于疏水药物围绕的强疏水环境，其转动及与水分子的质子交换受阻，背景信号弱：而在肿瘤细胞的还原性胞质中释放出具有治疗活性的原料药分子（毒性增强~70倍），同时内核由疏水转变为亲水，磁共振信号协同增强（信号强度提高~9.6倍）。