聚合物纳米控制释放体系不仅具有良好的稳定性、膜渗透性、易于功能化等特点,而且可以通过功能化设计出不同的分子结构对其识别性能和释放效果进行调控,这使其在细胞成像、药物载送、传感检测等方面表现出广阔的发展前景。然而,传统聚合物纳米释放体系中组成聚合物骨架为有机长链大分子,导致其释放体系所涉及的聚合物难以通过体内生物降解消除,存在巨大生物应用安全隐患。为了解决上述研究中存在的科学问题,本论文拟通过自然条件下能被微生物酶解或在生物体内水解的聚合物,如聚氨基酸、聚糖、聚碳酸酯等作为两亲性聚合物疏水端骨架,以聚乙二醇及其衍生物作为亲水端骨架,并在疏水端通过功能化增加疾病标志物识别位点,组成聚合物纳米控制释放体系,并将其应用于缺氧、活性氧的检测及体内还原性物质药物控制释放中。主要的研究内容概括如下:1)睾丸酮诱导缺氧响应聚碳酸酯胶束近红外荧光探针的构建及应用目前,缺氧识别探针只在外界诱导的缺氧现象中进行检测,而忽略了生物体内其它潜在的刺激物产生缺氧的现象。睾丸酮作为雄性激素,它可以刺激前列腺癌细胞（LNCa P）增殖及在引起细胞增殖过程中产生缺氧和缺氧诱导因子1α。因此,我们通过开环聚合制备了一种聚碳酸酯两亲性嵌段聚合物PEG-b-poly（MPC）,通过自组装方式包载了荧光方酸菁（SQ）染料和黑洞猝灭剂2（BHQ2）,构建了PMPC@BHQ2/SQ胶束的近红外荧光探针。此时,荧光染料SQ的荧光被BHQ2猝灭。当肿瘤部位由睾丸酮刺激产生缺氧时,BHQ2被偶氮还原酶还原而破坏,从而降低其淬灭效果,使得包裹在胶束里面的SQ染料的荧光得以恢复。由于该还原过程取决于氧气含量,因此可以依据荧光强度变化来判定缺氧的程度。通过体系构建实现了睾丸酮诱导的细胞和小动物活体肿瘤部位缺氧程度识别。2)H2O2响应聚多肽胶束释放体系构建及应用研究活检技术由于其简单和实用性受到医学工作者的广泛关注。然而在这种基于形态学的检测技术中由于缺乏足够的疾病标志物信息,从而难以实现精准疾病诊断。因此,我们设计了一种通用定量活检技术平台,即PEG-b-（PPRLT-g-BPmoc）@Amylose/Glu-PGM,该方法可以经济高效地定量检测疾病标志物。我们通过点击反应合成了具有苯硼酸酯识别位点的两亲性聚多肽PEG-b-（PPRLT-g-BPmoc）。通过聚合物自组装将直链淀粉包裹在疏水核中。在H2O2的存在下,与胶束识别位点发生反应,并通过重排在聚合物疏水端生成亲水性氨基,从而导致胶束破坏并释放直链淀粉。释放出的淀粉遇到葡糖淀粉酶而生成葡萄糖,然后通过血糖仪（PGM）读数进行定量检测H2O2含量。最后将该释放体系用于不同肿瘤组织及肿瘤发展不同阶段中过氧化氢的检测。3)半胱氨酸（Cys）选择性响应聚多肽胶束药物释放体系构建及应用研究人体中Cys的水平异常会引起多种疾病,因此对其进行定性及定量检测研究对早期临床诊断和疾病进展评估具有重要意义。但是早期研发的生物硫醇探针大都是小分子荧光探针,当它们溶解在有机溶剂中时会发出强烈的荧光,而在生理溶液中会由于其在水中的溶解性差聚集而猝灭。因此,基于醛与Cys的N-端基反应形成噻唑烷的反应,我们设计了一种具有醛识别位点的两亲性聚多肽PEG-PBALG,其中利用“点击”反应修饰醛识别位点。通过自组装将疏水药物阿霉素（Dox）包载在胶束中,得到控制释放体系PEG-PBALG@Dox。胶束疏水端由良好的生物相容性的多肽组成,进一步增强生物体中实际应用的可能性。由于特异性识别位点的存在,PEG-PBALG@Dox可与1,3-或1,2-氨基硫醇快速形成6元或5元环,而其他生物硫醇（如谷胱甘肽GSH）无法形成环,因此可以特异性识别Cys。由于成环后胶束比重及亲疏水性被破坏,使胶束破裂释放出活性药物Dox。随后,将该体系应用于癌细胞成像及小动物原位肿瘤抑制中。4)缺氧响应聚环糊精纳米凝胶的制备及肿瘤原位缺氧检测缺氧作为一种潜在的疾病诊断指标,对肿瘤及相关疾病的诊断具有重要意义。通过识别肿瘤组织不同时期缺氧程度可以为疾病提供优化治疗时间点和增强疗效。因此,本章基于β-环糊精（β-CD）的包合作用及偶氮苯的可还原性设计合成了一种缺氧响应的环糊精纳米凝胶PAAAB/β-CDP。通过PAAAB/β-CDP包载淀粉后形成缺氧诱导信号放大的控制释放体系PAAAB/β-CDP@amylose,并用于肿瘤组织原位缺氧识别。当探针原位注射进缺氧肿瘤部位时,由于缺氧导致网格结构被破坏并释放出包载的淀粉,肿瘤切片上的淀粉与之后加入的KI/I2形成amylose-KI/I2络合物,并在可见光574 nm处呈现明显的蓝色,通过变蓝程度直观地指示缺氧程度,实现对肿瘤组织不同时期的缺氧程度可视化识别。