蛋白质作为生命活动的体现者和执行者，在生物体内发挥至关重要的作用。蛋白质结构、含量或分子相互作用网络的变化，均会导致机体生理功能的紊乱，进而与诸多疾病的发生发展息息相关。因此，构建高亲和力、高选择性的新型生物探针，发展蛋白质结构与功能分析新方法，可望为生命过程的阐释和疾病关键分子机制的研究提供信息。本文针对蛋白质在生命过程中的关键作用及其对靶向分子探针的迫切需求，从蛋白质的结构特征和分子识别的基本原理出发，开展了多肽等靶向分子探针的设计合成，建立了疾病相关蛋白质的高选择性传感分析新方法。开展工作如下:　　针对蛋白质折叠与区域构象变化的重要生物学意义，以人血清白蛋白(Human Serum Albumin，HSA)为靶蛋白，利用聚集诱导发光分子的可设计性，以四苯乙烯为母核，构建了具有HSA配基结合域识别特征的探针分子。通过调节探针分子聚集状态及荧光信号，在生理条件下组装得到无荧光发射的纳米探针。荧光光谱及粒径分析结果表明，HSA可特异性地诱导纳米探针的解聚及红色荧光的打开，而其他多种内源性生物分子则无法产生响应。识别传感机理研究结果显示，纳米探针在与HSA表面氨基酸残基的作用下解离，探针分子结合并嵌入蛋白质ⅡA亚域，并与其附近多个氨基酸残基形成氢键、pi-π共轭作用及π-π共轭等非键相互作用。以探针的荧光信号为指示剂，建立了HSA失活和复性过程中构象变化传感分析方法，检测到失活过程中的去折叠中间体和复性过程ⅡA亚域的构象恢复不完全可逆。探针高度专一的位点识别能力和构象敏感特性有望为生理和病理状态下HSA的结构和功能研究提供有力工具。　　针对蛋白质三维结构多靶向识别探针的构建，基于协同效应和正-反义肽相互作用的原理，选择HSA不同结构域的三个表面片段为靶点，进行了单点识别多肽、双价多肽和双靶向识别多肽的设计与合成。以多肽为识别元件，构建了表面等离子体共振成像传感芯片，实时动态地分析了多肽-HSA相互作用的亲和力、选择性和动力学过程。筛选与分子模拟结果表明，以聚乙二醇(PEG)为空间臂的双靶向多肽（heter-7）其PEG链长与HSA立体尺寸相匹配适应，可与位于HSA不同结构域的靶点片段实现跨区域识别，进而与HSA具有最强相互作用，平衡解离常数可达73nM。荧光免疫竞争分析显示，heter-7与抗体具有相同的识别表位，且可有效抑制抗体与HSA的结合，进一步证明双靶向协同多肽的高亲和力和高选择性。利用heter-7对HSA构象与序列的高灵敏度识别响应，实现了结构高度相似的HSA和BSA的辨别。该探针可望在血清蛋白质组学、疾病探测及药物递送研究中具有潜在的应用前景。　　以与肿瘤细胞新陈代谢及迁移侵袭密切相关的蛋白质LAPTM4B为靶标，利用静电纺丝技术，合成了以多肽为界面识别分子的高生物相容的微纳纤维材料。在多肽与LAPTM4B蛋白质第二胞外区片段的特异性识别导向下，所构建的材料可捕获高表达LAPTM4B蛋白的人肝癌细胞HepG2，为未修饰多肽基质的15倍。相比之下，正常细胞HEK293则在多肽修饰材料表面未见明显吸附。初步实验结果显示，该以多肽为靶向识别探针的静电纺丝材料可望用于肿瘤细胞的特异性分离捕获，进而在循环肿瘤细胞的分析研究中具有前景。