淀粉样多肽是一类在特定条件下能够发生自组装并形成具有cross-β结构聚集体的一类多肽。这类多肽形成的聚集体可以有多种微观形貌,既包括最常见的纳米纤维,也包括纳米球、纳米带、纳米片层和纳米管等微观形貌。淀粉样多肽形成的纳米纤维,也被称为淀粉样纤维,和许多影响人类健康的重大疾病的发生密切相关。这些疾病包括大家熟知的阿尔茨海默病、帕金森病和II型糖尿病等。此外,由淀粉样多肽形成的各种纳米自组装体也可以用于构筑各种新型的生物材料,它们因此在材料科学领域也展现出巨大的应用潜力。因此,近年来有关淀粉样多肽自组装的研究受到广泛的关注。本论文将致力于对淀粉样多肽的自组装机制进行深入研究。研究淀粉样多肽自组装机制对于淀粉样疾病的治疗和预防以及基于淀粉样多肽的材料设计具有非常重要的基础研究意义。本论文的研究对象包括五种基于β-淀粉样肽的模型短肽,即KLVFXAK、KLVFXAE、BocFF、Box-FX和Boc-XF。这五种淀粉样模型短肽均衍生于与阿尔茨海默病相关的β-淀粉样肽中的核心片段,即KLVFFAE片段和FF片段。这些模型短肽序列中的X代表对氰基苯丙氨酸,它是一个和苯丙氨酸（F）类似的带一个CN红外探针基团的非天然氨基酸;这些模型短肽序列中的Boc代表叔丁氧羰基,它是在多肽固相合成中常见的保护基团。本论文在研究中使用的主要手段是红外光谱,这里既包括常规的红外光谱技术,也包括红外光谱探针技术。此外,本研究中也综合运用了包括原子力显微镜（AFM）、透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、荧光光谱和紫外可见光谱等多种生物物理研究手段。本论文主要的研究结果和创新性概述如下:（1）本论文利用红外光谱结合红外光谱探针技术以及AFM和TEM等技术对KLVFXAK短肽形成纳米片层的过程进行了跟踪检测。本论文发现该淀粉样短肽片段的自组装过程和奥斯特瓦尔德熟化机制非常类似,是一个存在中间态的多步自组装过程。具体而言,KLVFXAK在自组装过程中单体先迅速生成大量具有β-折叠结构的亚稳态纤维,这些亚稳态的纤维互相缠绕形成无序的大聚集体;之后,溶液中存在的少量单体以这些中间态纤维为模板,进行堆叠生长形成纳米片层结构;在纳米片层成熟生长过程中,KLVFXAK单体会不断从亚稳态纤维上溶解下来并最终消失,溶液中最终形成大量的纳米片层。在本研究过程中,通过监测能指示多肽（?）-折叠二级结构变化的酰胺I带和能指示纳米片层形成过程的CN红外探针吸收峰,首次获得了KLVFXAK自组装过程奥斯特瓦尔德熟化机制的红外光谱证据。（2）本论文利用AFM和红外光谱等技术对KLVFXAE短肽形成纳米片层的过程进行了跟踪检测。通过对AFM分析,发现KLVFXAE短肽形成的纳米片层结构与KLVFXAK形成的纳米片层结构不同,二者的自组装过程也不同。具体而言,KLVFXAE单体首先形成简单的由β-折叠结构以首尾相接模式形成的0.8 nm高度的单纳米片层,之后这些单纳米片层在横向展宽和纵向增高方式进一步生长形成高度为2 nm的纳米片层,随后这些2 nm纳米片层可以继续堆叠为4 nm左右的纳米片层结构。红外光谱研究也观察到自组装过程中红外探针CN基团被逐渐包裹进纳米片层结构的过程。此外,本论文还研究探究了体系中三氟乙酸根（TFA）和Na Cl的存在对该短肽生长过程的影响。（3）本论文利用红外光谱结合红外光谱探针技术以及SEM等技术对Boc-FF、BocXF和Boc-FX三种短肽的自组装过程进行了研究。本论文希望获得该体系发生奥斯特瓦尔德熟化过程的红外光谱证据,以及侧链修饰对短肽自组装过程奥斯特瓦尔德熟化机制的影响。对于Boc-FF体系本论文获得了其发生奥斯特瓦尔德熟化过程的各个阶段的红外光谱,发现该短肽在从球状自组装体到纤维状自组装体再到管状自组装体过程中红外光谱均有不同的特征变化。本论文发现Boc-XF短肽也能发生奥斯特瓦尔德熟化自组装过程。但其自组装过程经历的是球状自组装体-纤维Ⅰ自组装体-纤维Ⅱ自组装体三种微观形貌变化。有趣的是,纤维Ⅰ型和纤维Ⅱ型自组装体的形貌差别不大,而代表系统二级结构的红外光谱酰胺I带则显著不同。对于Boc-FX则未能观察到奥斯特瓦尔德熟化现象,SEM图像显示该短肽最终生成的是无定型沉淀。这些研究表明侧链修饰对短肽体系自组装过程的奥斯特瓦尔德熟化机制影响很大。综合而言,在本研究中主要使用红外光谱并结合显微技术对五种淀粉样模型短肽的自组装机制进行了深入研究,获得了一些新颖有趣的实验结果,提出了相关淀粉样短肽体系的自组装机理模型,对序列相似短肽的自组装机制差异进行了对比和讨论。希望本论文中的基础研究工作能够为深入理解多肽自组装机制提供有益借鉴。