顺式二羟基生物分子在生命分析科学领域中具有十分重要的意义,它不仅是组学分析(如蛋白质组学、代谢组学和糖组学等)的重要目标分析物,许多成员还是重要的疾病标志物,如CEA、PSA和AFP等。此外,糖基化水平表达异常通常也是组织或细胞发生癌变的重要特征。因此,对这些具有重要意义的顺式二羟基生物分子的特异性识别具有非常重要的现实意义。然而,目前用于顺式二羟基生物分子特异性识别的方法存在许多不足之处,如抗体、适配体和凝集素等生物分子虽然具有良好的特异性识别能力,但其稳定性差、纯化和制备困难,且价格昂贵,重复使用率低,操作条件也十分苛刻;而肼化学法、亲水相互作用色谱法和离子交换色谱法等方法的选择性差,且易受干扰。相对于这些方法而言,硼亲和色谱法虽具有操作简便、质谱兼容性好及抗干扰能力强等优势,但也是一种广谱性方法。因此,既能克服这些缺陷又能实现对顺式二羟基生物分子特异性识别与分离的材料的开发及应用具有十分重要的意义。近些年来,分子印迹和荧光共振能量转移(FRET)技术在生命分析中的应用逐渐被人们所熟知。鉴于分子印迹技术产生的印迹空腔对模板分子具有很好的特异性识别能力以及FRET技术中通过顶替作用也能达到选择性识别的目的,因此,这两者均能成为开发专一性识别顺式二羟基生物分子的新颖硼亲和材料的新元素。首先,针对现存方法和材料对顺式二羟基生物分子识别存在的各种问题,本文结合硼亲和作用和分子印迹发展出了一种新的分子印迹方法—硼亲和可控定向表面印迹法。通过该方法制得的分子印迹聚合物成功地实现了糖蛋白的特异性识别与分离,并且还首次提出了独特的亲和力可调的双模式识别机制。与现有的印迹方法相比,本方法具有诸多优点,如特异性好、印迹效率高、亲和力可调以及普适性强等。本方法不仅为保持特异性的同时又能调节亲和力提供了独特的可能性,更重要的是也为分子印迹过程中亲和力决定因素的作用提供了新的见解。对于分子印迹过程中结合机制的理解不仅便于开发新的仿生材料,也为其他生物模拟材料的设计提供了参考。其次,结合硼亲和作用、分子印迹技术和荧光检测,制备了一种新的特异性识别单糖的硼亲和分子印迹材料—单糖印迹的荧光纳米粒子,并用于癌细胞特异性识别和成像。该单糖印迹的荧光纳米粒子在正常人肝细胞(L-02)中选择性区分人肝癌细胞(HepG-2)以及正常人乳腺上皮细胞(MCF-10A)中选择性区分人乳腺癌细胞(MCF-7)已在实验中被证实。此外,MCF-7细胞和HepG-2细胞表面差异性表达岩藻糖和甘露糖也已在文中通过荧光成像被证实。因为本文中的硼亲和印迹材料的制备方法是一种通用型方法,因此单糖印迹的MIPs在癌症诊断和治疗方面有着更多潜在的应用,也为生物成像、疾病诊断和治疗等领域提供了新的手段、开辟了新的思路。最后,基于硼酸对不同顺式二羟基生物分子之间结合力的差异,本文结合硼亲和作用和FRET效应发展了一种新的FRET体系用于顺式二羟基生物分子的选择性识别。该FRET体系由能量赠体聚间氨基苯硼酸纳米粒子(polyAPBANPs)与能量受体单磷酸腺苷修饰的氧化石墨烯(AMP-GO)组成。硼亲和在其中起到了关键作用,为顺式二羟基生物分子的识别提供了良好的选择性。polyAPBANPs-AMP-GO FRET体系是一种通用的响应顺式二羟基生物分子的FRET平台。由于许多顺式二羟基生物分子(如TRF、AFP等)具有重要的临床或生物学意义,因此,这种新的FRET平台在多个领域具有潜在的应用价值,如临床诊断、生物传感等。