分子识别是一切生命现象的基础，调控着复杂生命的每一个过程。基于分子识别原理，设计并构建特异性识别探针，对生命过程中发挥重要功能的分子事件进行特异、灵敏、实时、快速的定性定量分析，可为发现、理解并调控生命过程提供有力工具。本论文围绕分子识别作用，以肿瘤靶向多肽为特异性识别配体，基于多价协同作用原理，设计并构建了多价多肽探针，探究了其与肿瘤细胞的识别性能。具体的研究内容如下:　　1，考察树枝状结构的引入对探针同靶点识别的影响，从分子层面的相互作用和对细胞的识别两个层面设计了两个系列的单分支、二分支和四分支探针。　　(1)通过构建石英晶体微天平传感器考察了无荧光系列探针AP2H、DAP2H和TAP2H与EL2多肽的动态相互作用。实验结果表明，树枝状结构的引入极大的提高了探针结合靶点EL2多肽的亲和力，四分支探针的结合常数是单分支探针的50倍，解离常数比单分支探针降低了两个数量级，最终平衡解离常数降低了两个数量级。多分支结构对亲和力的提高主要体现在降低了探针从EL2传感膜上的解离程度。该结果可为多肽、蛋白与小分子药物间的多价相互作用亲和力考察提供参考。　　(2)通过流式细胞仪考察了FAM系列单分支、二分支和四分支探针对HepG2细胞的靶向识别性能。实验结果表明，与无荧光系列实验结果相反，多分支的引入并未带来亲和力的显著提高，反而造成了一定程度的降低，其原因可能是多分支结构的引入降低了探针的溶解度导致探针在溶液中形成疏水聚集体使实际浓度偏低无法准确计算。在多分支探针的结构设计时，当分子较为疏水时应考虑增加一段亲水性连接臂。同时配体-配体、配体-荧光基团的间距过近，将荧光基团置于分子中心很可能导致共轭荧光发生淬灭。该结果为后续多分支探针的合成与设计作为参考。　　2，设计合成了特异性识别LAPTM4B蛋白过表达的肿瘤细胞的靶向识别探针，并将其用于HepG2细胞、Hela细胞和HEK293细胞的识别。基于第2章的经验，为了增加探针的柔性和溶解度，并在双靶点识别时作为延长手臂，在二配体探针的设计中引入了两段PEG链将配体和配体、配体和荧光基团进行空间隔离，使荧光基团处于分子的中心部位，两个配体经PEG手臂分别轴对称位于两边。流式试验结果显示，PEG的引入不影响探针的亲和力和荧光强度，二分支结构的引入增强了探针的亲和力，表现为Kd值的下降，该结果体现了协同型多分支多肽在靶向识别肿瘤细胞中的高亲和力和选择性优势。