癌症作为继心血管疾病后的第二大死亡原因,造成的死亡人数约占全球死亡人数的六分之一。由癌症造成的绝大多数死亡（约90%）均与癌症转移密切相关。目前,针对癌症的传统治疗手段主要有手术治疗、化学药物治疗和放射治疗。其中局部治疗方案以根治性手术治疗为代表,全身性治疗方案以化学药物治疗为代表。作为实体肿瘤的首选治疗方法,根治性手术治疗为了防止癌症转移引起的复发,在切除肿瘤组织时,还会对周围淋巴结进行清扫。淋巴系统的完整性被破坏会导致淋巴漏、淋巴水肿等术后并发症的发生。而当癌症的恶性程度较高或已发生远端转移时,化疗成为了最常用的治疗办法。然而,化疗药物的非特异性细胞毒性带来的全身性副作用限制了化疗的广泛应用。这些医源性损伤均会给患者带来巨大的痛苦。目前,随着精准医疗理念的普及,人们开始强调通过精准的诊断,针对性的治疗实现医源性损伤最小化和治疗效果最大化。在手术治疗中体现为利用前哨淋巴结活检技术（SLNB）避免过度的淋巴结清扫;在化疗中体现为靶向药物的研发和应用。SLNB需要利用显影剂定位前哨淋巴结（SLNs）。在传统成像方法中,近红外（NIR）荧光成像因其操作简便且无电离辐射等优点得到了广泛认可。相比于NIR,近红外二区（NIR-II）具有更强的组织穿透能力、更高的空间分辨率和更少的背景噪声及光散射。然而迄今为止并没有获FDA批准可应用于临床的NIR-II探针。目前唯一获批的NIR荧光成像材料吲哚菁绿（ICG）被发现在NIR-II存在发射尾,具有发展为NIR-II成像材料的潜力。然而ICG易淬灭、荧光量子产率低等固有缺陷严重地限制了它的应用和发展。目前大多数ICG的优化方案能够解决ICG降解快、不稳定的问题,但无法将其发光性能提高至理想水平。另外,针对化疗药物的固有缺陷,可以通过制备靶向纳米药物增强其对癌症的特异性,改善药代动力学和疗效,减小副作用。但是传统的制备方法通常选择利用共价键向药物载体中引入靶向配体,操作复杂繁琐且存在潜在的细胞毒性,极大地限制了人们对多功能纳米药物的探索,我们亟需对靶向药物载体的制备方法进行改进。超分子材料响应灵敏,生物相容性好,制备简单,具有功能模块整合功能,我们设计构建了两种超分子纳米自组装体用来提高ICG的性能并利用超分子化学策略优化靶向纳米药物的制备方法。具体工作如下:1.基于“隔离笼”策略构建NIR-II超分子纳米探针及其在淋巴相关手术中的应用研究我们基于“隔离笼”策略开发了两种超分子自组装纳米荧光探针PFMI NPs和PCMI NPs,其中可点击有机荧光团（ICG-DBCO）通过无铜点击化学与带有线性支链的聚合物（PEG-LRA）稳定结合,ICG-DBCO在纳米探针内部被线性多氟烷基链（PFMI NPs）或烷基链（PCMI NPs）分隔。由烷基链组成的“隔离笼”结构通过防止ICG聚集最大限度地抑制其π-π堆积并阻止分子内旋转,有效减少了ICG的荧光猝灭,提高其NIR-II荧光成像性能和光稳定性。为了促进未来的临床转化,仅选用经过FDA批准的材料制备探针。两种探针的体外及体内光学性能验证结果表明,聚合物侧链“隔离笼”工程能够有效提高ICG的荧光量子产率、光稳定性及代谢稳定性。在动物实验中,PCMI NPs在激光连续照射60 min时仍能以高强度的NIR-II荧光信号对小鼠的腘窝淋巴结（LNs）进行高分辨率成像。PCMI NPs在粒子进入淋巴结2 h后,信号强度变化仍呈上升趋势,说明纳米粒子包载可以有效提高ICG的体内代谢稳定性。小鼠体内的乳腺癌SLNs和腘窝LNs可在PCMI NPs荧光成像的指导下被精确切除。得益于NIR-II窗口较高的时空分辨率,PCMI NPs能够清晰地可视化白兔后肢淋巴引流路径。通过对白兔后肢淋巴静脉吻合术（LVA）术区淋巴及血管中PCMI NPs的NIR-II荧光信号进行定量分析,可以准确地判断LVA吻合口的通畅程度。总之,通过基于超分子化学实现的“隔离笼”策略能够显著优化ICG的整体性能,对临床中NIR-II荧光成像材料的研发和应用具有重要意义。2.基于葫芦[8]脲三元主-客体识别的超分子纳米粒子靶向治疗前列腺癌的研究我们利用葫芦[8]脲（CB[8]）主-客体分子识别技术,将靶向配体PSMA-617通过经典的自组装方法整合到超分子纳米颗粒中,成功构建了负载阿霉素（DOX）的靶向纳米药物P-SNPs@DOX及无靶向功能的SNPs@DOX。我们设计合成了甲基紫精-ε-己内酯（PCL-MV）和萘-聚乙二醇（Nap-PEG）两种聚合物与CB[8]通过三元主-客体络合自组装为超分子两亲体进而基于疏水作用自组装为超分子纳米粒子（SNPs）。结构中含有萘基团的PSMA-617能够与PSMA特异性结合,从而靶向在细胞膜上高表达PSMA（PSMA+）的前列腺癌细胞。作为被选中的靶向配体,PSMA-617通过主-客体分子识别引入到纳米药物载体中从而赋予载体靶向功能。我们通过体外实验证明了P-SNPs@DOX和SNPs@DOX都能被前列腺癌细胞22RV1（PSMA+）和PC3（PSMA-）持续内化,而22RV1能够被P-SNPs@DOX靶向识别,使药物更多地累积在细胞中。因此,P-SNPs@DOX对22RV1细胞具有更低的IC50,显示出更高的细胞毒性即靶向杀伤作用。此外,我们还验证了SNPs可以封装其他疏水性药物,如紫杉醇,证明了该体系对疏水药物的普适性。这些研究表明,基于超分子化学构建靶向纳米药物的策略简单易行,能够有效地提高药物的靶向性和抗癌功效,降低药物副作用,为制备靶向纳米药物载体提供了新的启示。综上,我们应用超分子自组装策略构建了两类纳米材料:NIR-II纳米荧光探针及靶向药物递送体系,能够针对实际问题有效地改善材料的固有缺陷,为靶向纳米药物和小分子探针的设计与构建提供了新思路,推进了超分子纳米材料在临床医学领域的研究及应用进展。