随着生物医学与材料科学等前沿交叉领域的发展,众多功能化材料应运而生。其中,生物分子及纳米材料等因具有良好的生物相容性及选择性,多样化的结构及独特的物理化学性质而备受关注。基于这些优异的特性,新一代功能材料已被广泛探索并成功应用于催化,传感,疾病治疗以及环境科学等诸多领域。尤其是在与人类生命健康息息相关的生物传感及抗菌治疗方向取得了令人瞩目的进展。基于此,我们主要设计合成了一系列新型功能材料,并成功应用于生物传感及抗菌治疗体系,主要成果概括如下:1.设计制备了基于核酸的无需标记的“人工舌”,以实现简单,便捷,廉价的生物传感体系的构建。由于不同核酸,金属离子及生物分子之间的结合能力不同,因此可以诱导传感单元产生不同的荧光信号变化。以此构建的指纹图谱,可检测识别多种金属离子及生物硫醇。此外,我们以纳米酶作为多输出人工受体构建了传感平台,并成功应用于多蛋白检测。不同蛋白和纳米酶之间的相互作用不同,因此纳米酶所具有的过氧化物模拟酶活性可随蛋白的加入而改变。通过组合不同时间点的吸光强度,即可实现单一传感单元上多维信息的获取。这些传感体系的构建策略也为广谱的待测物分析提供了新思路。2.为抑制生物被膜形成所引发的细菌耐药,降低细菌持续感染所造成的较高死亡率,设计制备了多功能复合纳米体系,作为生物被膜抑制平台。一方面,该体系可以通过剥夺细菌粘附相关分子,抑制耐药金黄色葡萄球菌的初始黏附;另一方面,可以通过光动力学治疗作用产生活性氧自由基,以杀死游离的细菌。两者的协同作用在体内外实验中均可有效抑制生物被膜的形成。此外,该体系具有良好的生物相容性,为相关疾病治疗奠定了基础。3.为提高人工酶在治疗伤口感染过程中的组织修复能力,设计制备了具有抗菌活性及促进伤口愈合特性的水凝胶人工酶。该体系具有良好的过氧化物模拟酶活性,可以催化低浓度的过氧化氢分解为活性氧自由基,以此对抗广谱的耐药菌感染。同时,可以缓释具有促进伤口愈合能力的铜离子。该凝胶人工酶具有良好的生物相容性,可作为敷料,以更好的治疗伤口感染。