磷酸化蛋白质是最重要的翻译后修饰之一，在不同生理学过程中起着非常重要的作用，如细胞的信号传导、增殖、分化等。许多人类疾病的发生都与异常的蛋白质磷酸化修饰有关。因此，研究磷酸化蛋白能够为病理学研究以及疾病的诊断提供重要的信息。在蛋白质组学研究中，质谱是目前检测磷酸化肽的主要手段。但是由于实际生物样品的复杂性（如磷酸化蛋白在细胞中的丰度低、每一个蛋白质上的磷酸化水平不高、含有较多的非磷酸化多肽以及高含量的无机盐等），使得磷酸化肽直接的质谱检测非常困难，因此在质谱检测前对磷酸化肽进行有效的富集和分离非常重要。　　本论文中，针对目前磷酸化肽在富集、分离和质谱检测中存在的问题（如亲和材料的富集选择性差、分离提纯操作耗时繁琐、质谱检测易受干扰等），成功制备了一系列新型纳米结构亲和材料，研究了其在磷酸化肽富集中的应用，并探索了纳米亲和材料的结构对磷酸化肽富集效果的影响。主要工作包括:(1)结合溶胶-凝胶过程和双模板对接导向的分子印迹技术设计合成了焦磷酸盐印迹的介孔纳米二氧化硅磁性核壳结构微球。利用分子印迹技术优异的分子选择性、大比表面积介孔氧化硅壳层的富集效率和磁性核的磁响应性能，实现了磷酸化肽的快速富集和分离。(2)采用静电纺丝技术过程制备了Ti(Ⅳ)固定的柔性聚丙烯腈和聚多巴胺复合纳米纤维膜，利用聚多巴胺的亲水性和Ti(Ⅳ)对磷酸化肽的选择富集性以及纤维膜的柔韧性和一体性，实现了磷酸化肽的快速富集和分离。柔性纤维膜结构亲和材料大大简化了磷酸化肽富集中的分离过程，有利于磷酸化蛋白质组学中的高通量样品分析。(3)开发了多功能纳米纤维亲和材料和富集策略。基于Janus纳米纤维独特的结构，通过静电纺丝技术和后修饰过程设计合成了新型的多功能纳米纤维探针(包括CeO2//SiO2-C8和TiO2//SiO2-C8)，该多功能探针由C8修饰Janus纳米纤维组成。利用Janus纳米纤维中CeO2(或TiO2)纤维对磷酸化肽中磷酸根的亲和性及SiO2-C8与低丰度肽的疏水性相互作用，实现同时富集生物样品中的磷酸化肽和低丰度肽，并且通过两步洗脱实现了分别的质谱检测。这种Janus亲和纳米纤维结构提供了相对分离的亲和位点，不仅实现了同时富集两种肽，而且降低了在富集过程中的相互干扰，提高了富集效率。(4)采用一种新的合成策略，通过静电纺丝技术，利用两种并行不相溶的聚合物作模板和Kirkendall效应首次合成了一维C型CeO2纳米管结构。由于其开放的内部空间和暴露的内表面，C型CeO2纳米管展示了独特的结构特性，相较CeO2纳米纤维和CeO2纳米管，具有更好的富集磷酸化肽和去磷酸化的能力，为一维纳米结构亲和材料在磷酸化肽富集领域的应用提供了参考。　　综上所述，本论文设计合成了一系列纳米结构亲和材料，并成功将其应用于磷酸化肽的富集，扩展了纳米亲和材料在磷酸化肽亲和富集领域中应用，为磷酸化蛋白质组学的研究提供了多种新型的亲和富集工具，同时为多靶向富集的多功能材料设计合成和新型半管结构纳米材料的制备提供了新思路，为新型高效磷酸化肽富集亲和材料的研发提供了重要的指导。