在活体成像分析研究中,利用有效策略开发性能优异的分子影像探针对临床疾病的精确诊断具有重要意义。刺激诱导的小分子原位自组装策略整合了小分子探针的高肿瘤渗透能力和纳米材料在肿瘤组织中高蓄积的优点,成功应用于构建不同成像模态的分子影像探针。但目前利用原位自组装策略同时激活探针中的多模态成像信号仍是一个挑战。尤其是同时满足高灵敏和高分辨率成像要求的近红外(NIR)荧光/磁共振成像(MRI)双模态成像探针用于恶性肿瘤的早期诊断和术中荧光导航还没有被报道过。碱性磷酸酶(ALP)作为一种表达在细胞膜表面的磷酸水解酶,是临床上检测肝功能障碍的主要指标,同时在一些恶性肿瘤中也高表达。因此,在活体中对ALP酶活性的精确检测将有助于肝功能失常和部分恶性肿瘤的早期诊断。近年来,人们相继报道了一些活体成像探针应用于肿瘤中ALP酶活性的检测,但这些探针都只含有单一的成像信号,在活体上无法同时开展高分辨率和高灵敏度的测量。为解决以上的两个问题,本论文提出了利用ALP触发的荧光激活反应和原位自组装策略用于可激活NIR荧光/MRI双模态活体成像探针的构建。本论文共包括两章:第一章为绪论,简要介绍了分子影像技术、激活型分子影像探针和原位自组装三方面的基本知识。第一部分就分子影像学的简介、分子成像探针的分类和构建方法进行展开。第二部分重点阐述利用原位自组装策略构建“激活型”分子影像探针的原理、优势以及发展现状。第三部分从目前已发展的不同成像模态的原位自组装探针及其成像分析应用进行展开介绍。在第二章中,我们通过整合酶触发的荧光激活反应和原位自组装策略,设计并合成了ALP激活的NIR荧光/MRI双模态小分子影像探针P-CyFF-Gd,应用于小鼠肿瘤中ALP活性的成像分析和术中荧光导航。P-CyFF-Gd由ALP识别基团磷酸基(-PO3H)、猝灭的NIR荧光团(Cy-Cl)、顺磁性DOTA-Gd螯合物和疏水性链接二肽Phe-Phe(FF)组成。实验结果表明,探针P-CyFF-Gd能被ALP特异性激活并自组装形成纳米颗粒,产生显著增强的NIR荧光(720 nm处大于70倍)并显示出更高r1弛豫率(～2.3倍)。细胞实验结果显示:P-CyFF-Gd在被细胞膜上过表达的内源性ALP激活后,同时增强了NIR荧光和T1-MRI对比度,同时可通过冷冻扫描电镜直接观察到与膜结合的原位自组装纳米颗粒(NPs),从而实现对ALP 阳性肿瘤细胞中ALP活性的双模态检测。进一步的小鼠活体实验结果显示:将P-CyFF-Gd注射入小鼠体内后,在皮下移植HeLa肿瘤组织中同时激活NIR荧光和T1加权MR成像信号,从而实现小鼠体内ALP活性的实时检测和定位分析。我们将P-CyFF-Gd进一步应用于区分原位肝肿瘤病灶和正常组织,并实现了对术中小鼠肝肿瘤组织实时、有效的荧光导航切除。这项工作表明,通过结合荧光激活反应和原位自组装的方法构建可激活的NIR荧光/MRI双模态探针,可以有效促进对活体肿瘤中ALP酶活性的实时、无创检测和精确的定位分析。