冰晶的生长可以造成很多危害,如低温冷冻过程中形成的冰晶会对细胞造成机械性损伤,这极大影响了低温保存组织与细胞的效果,阻碍了生物医学工程的发展。因此如何抑制冰晶的形成与生长至关重要。天然抗冻蛋白具有良好的抗冻效果,但由于其对人体细胞有毒、提取成本高昂以及热滞活性等特点,使其难以在实际生产生活中得到广泛应用。鉴于此,具有重结晶抑制且无热滞活性、价格低廉的仿生抗冻剂受到科学家的青睐。聚类肽作为一种重要的仿生多肽生物相容性材料,具有易于设计与合成、耐酶降解等诸多优势,使其有望作为抗冻剂应用于食品保鲜、器官保存等领域。但是关于聚类肽用于防冰抗冻的研究鲜有报道,且其重结晶抑制活性实验至今未曾被研究。本课题模拟天然抗冻蛋白的结构,通过固相亚单体合成法,成功设计与制备了一系列侧链含有亲/疏水官能团（-OH,-COOH,-NH₂,-CH₃和-CH₂CH₃）的类肽六聚体,首次研究了聚类肽的冰晶重结晶抑制（IRI）活性并探讨了聚类肽结构与抗冻性能之间的关系。我们发现所有类肽低聚物都表现出重结晶抑制效果而没有热滞后活性,能够降低冰晶的生长速率、减小冰晶颗粒尺寸。其中侧链为羟乙基的类肽低聚物表现出最好的重结晶抑制效果,当浓度为10 mg mL^-1时,平均最大颗粒尺寸（MLGS）为50.34?m,比参比样品PBS缓冲液(MLGS_PBS=187.58?m)下降了73%,表明聚类肽侧链与冰晶界面的氢键作用是抑制冰晶重结晶的一个重要因素。同时,冰晶生长形貌研究表明侧链为甲基、乙基和氨乙基的类肽六聚体具有诱导冰晶改变生长形貌的作用,冰晶从开始的典型圆盘状转变为六边形。官能团为羧乙基和羟乙基的类肽六聚体则无法改变冰晶的生长行为,表明聚类肽侧链结构的空间构型与冰晶晶格的匹配度对于诱导冰晶形貌至关重要。总的来说,聚类肽作为一种新兴替代聚肽的仿生材料,经过近30年的发展,在合成方法及性能研究等方面均取得了飞速发展,拓展了在化学催化、生物医药、纳米材料等领域的应用。本课题研究有助于模拟天然抗冻蛋白结构和功能性新型抗冻剂在低温贮存等领域的应用。