多肽作为介于氨基酸和蛋白质之间的一类化合物,是涉及生物体内各种细胞功能的生物活性物质,以其良好的生物相容性以及结构和功能的多样性倍受青睐,其对应的自组装体在材料学、组织工程、纳米科学等领域展示出巨大的应用潜力。多肽自组装主要是通过一系列的非共价键作用力如氢键、静电作用、疏水作用、范德华力、芳香堆积、水合作用等驱动实现的。目前,如何设计肽分子、调控非共价键作用力定向生成特定的组装体及功能性材料成为研究的一大热点。本文以氨基酸为单体设计并合成了五个系列的两亲性短肽,在高于相应短肽CAC值时确定了肽组装体的形貌及二级构象,详细考察了其自组装行为。另外,在考察了自组装行为的基础上针对有代表的一系列多肽在线考察了其在固/液界面上吸附行为。具体研究结果如下:　　 (1)对于AC-ImK-NH2、Ac-LmK-NH2(m=3.5)及LI2K系列的组装结果表明,虽然I与L的疏水性相当,互为同分异构体,但是其二级构象倾向不同,前者具有强的β-折叠倾向,后者具有强的α-螺旋倾向。I的强β-折叠倾向直接引导13K形成长纳米纤维结构;L3K则组装形成球状聚集体,二级构象为无序构象;LI2K分子的聚集形态介于L3K与I3K之间,主要形成短的纳米带状结构,二级结构中含有部分β-折叠构象。增加LmK疏水残基L数目至5诱导多肽形成长纳米纤维,二级构象为β-折叠,这说明增强的疏水作用利于肽骨架间分子间氢键的形成。相比之下,增加ImK中疏水残基I的数目并未导致二级构象的变化,但导致组装形成纤维的直径略微减小。　　 (2)对于Ac-VnK-NH2(n=3-6)的研究结果显示,V虽具有强的β-折叠倾向,但是其疏水性比I弱,V3K仅能形成短带状结构,二级构象中含有部分β-折叠成分。增加V残基的数目到5也能实现二级构象及组装形貌的转变,V5K组装形成类似ImK及L5K的长纤维、二级构象也为β-折叠。与ImK及LmK不同的是,继续增加疏水残基数目至6导致VmK的组装形貌由长纤维转变为片状结构,二级构象仍为β-折叠,这表明v的存在使得V6K形成的β-折叠片层结构具有沿垂直长轴方向延伸的特点,这是由V的独特特点及适宜的非共价键作用力两方面作用的结果。　　 (3)在pH为6.0条件下对G6K、A6K和V6K三种肽在SiO2/H2O界面上的吸附行为研究显示,三者在水溶液中的聚集能力随着分子疏水作用(疏水性强弱顺序:G＜A＜V)的增加而增强。在亲水的SiO2表面上,低浓度下三者均以单分子的形式通过静电作用吸附在表面上,当表面电荷被完全中和之后,吸附达到初始饱和。G6K分子单体在表面上零散地吸附。A6K在0.20～0.5 mM浓度范围内,溶液里的A6K分子以吸附在表面的分子为成核位点通过疏水作用和氢键作用聚集形成胶束、半胶束结构。当浓度高于0.5 mM时,球形胶束、短纤维、长纤维共存于表面上。V6K在浓度小于CAC时,在表面聚集成纤维结构;当浓度高于CAC时,本体溶液中形成的片层结构沉积在表面,但由于与肽双层之间存在静电斥力作用,片层结构发生弯曲形成球形聚集体以降低斥力的影响。　　 (4)对于NH2/Ac-I3K-NH2、NH2/Ac-KI3-NH2自组装结果显示,静电斥力的大小及电荷排布位置对组装行为均有较大影响。Ac-KI3-NH2的组装行为与Ac-I3K-NH2类似,组装形成长纤维,增加pH至9.0并未引起组装形貌及二级构象的变化。NH2-K13-NH2和NH2-I3K-NH2在pH为6.0时,两者均带两个电荷,二级构象均为部分β-折叠构象,前者形成扭曲的带状结构;后者形成是由几条细纤维并列而成的扁带状结构,细纤维之间的“缝隙”清晰可见,带状结构基本无扭曲。调节pH至9.0导致两者的二级构象均转变为β-折叠,NH2-KI3-NH2由扭曲的带状结构转变为长纤维,NH2-I3K-NH2则由扁带状结构转变为扁平的宽带状结构,且带状结构之间的“缝隙”消失。　　 (5)对于阴离子型短肽Ac-ImD-OH及Ac-InDoNH2(m=3-6,n=3,4)的组装行为研究结果显示,pH为9.0的条件下增加AC-ImD-OH系列中I的数目能够实现组装形貌从球形结构到长纤维、二级构象从无规构象到β-折叠构象的转变;相同pH下Ac-ImD-NH2系列随着疏水残基数目的增多也能形成β-折叠长纤维结构。对比Ac-ImD-OH及Ac-InD-NH2(m=3.6,n=3,4)的组装行为得出,降低静电斥力或增强疏水作用具有相同的功效,即均能诱使多肽分子的初始排布方式及组装行为的改变。