随着现代生命医疗科学研究的不断发展,医学治疗与诊断技术取得了长足的进步,对人类健康生活发挥着越来越重要的作用。但是由于科学仪器的局限性以及生命体的复杂性,医疗科学研究还处在初步发展阶段。目前开发的各种治疗诊断药物及分子,仍然未能实现生命体内的准确靶向追踪与细节分布成像。纳米材料由于其生物相容性好、毒性低、可修饰性强以及能够实现特异性识别等特性,越来越受到人们的关注,在医学治疗与诊断领域发挥着重要作用。神经退行性疾病是一类由于神经元结构和功能丢失从而导致神经元死亡的疾病,严重影响到人类的健康与生活。由于生命体大脑的复杂性及个体差异性,在分子层面解析神经退行性疾病的发病机制仍是具有挑战性的课题。本文神经退行性疾病相关的离子及蛋白为研究对象,开展了以下两个方面的工作。本文设计合成了一种新型复合纳米材料,首次实现了帕金森病神经元中α-突触核蛋白与铁离子相互作用关系的解析,并且完成了α-突触核蛋白聚集体治疗诊断的一体化研究。研究发现铁离子的增加会导致α-突触核蛋白聚集,而α-突触核蛋白的聚集反过来也会导致离子浓度的升高。此外,还在活体鼠脑层面,利用该探针的光热性能开发了α-突触核蛋白聚集体治疗诊断的一体化研究平台。在前一课题研究的基础上,开发了聚合物纳米材料,研究了阿尔兹海默症神经元中锌离子和S100-β蛋白的关系。聚合物纳米材料具有更高的水溶性和生物可降解性,更低的生物毒性和更好的生物学意义,对于进一步推动临床研究起到一定的作用。