自組裝是一種由簡單到復雜、從無序到有序、由多組份收斂到單一組份的不斷自我修正、自我完善的過程。“活體自組裝(In vivo self-assembly)”是指響應性分子或納米材料在復雜的生理環(huán)境(細胞、組織和活體)下原位可控構筑高級有序組裝體的方法。該方法有望實現(xiàn)生物活性成分(例如：藥物、核酸、蛋白質等)在病灶部位靶向、富集、滯留，并且可顯著增強藥效及降低毒副作用。基于該策略，中國科學院國家納米科學中心的研究人員發(fā)現(xiàn)了一系列有趣的生物效應，例如：組裝 / 聚集誘導滯留效應(Assembly/Aggregation Induced Retention, AIR)效應(Adv. Mater, 2015, 27, 6125-6130)，AIR 效應可以有效的優(yōu)化生物活性分子在體的生物分布，增加藥物的腫瘤滲透性并改善藥動和藥代行為。為發(fā)展新型高效、低毒的生物材料提供新的思路。

　　細胞自噬是真核生物非常保守的一種生物降解過程。在該過程中一些長周期或者錯誤折疊的蛋白及受損傷的細胞器被雙層膜結構的自噬小泡包裹后，送入溶酶體進行降解以實現(xiàn)細胞本身的代謝需要和某些細胞器的更新。細胞自噬參與了眾多生理和病理過程，比如細胞死亡、病原體清除、抗原呈遞等，其功能異常伴隨著衰老、神經(jīng)退行性疾病和癌癥等疾病。對細胞自噬過程的實時、定量檢測，對研究細胞自噬發(fā)生機制與疾病的關系及發(fā)展細胞自噬介導的治療方法都具有極其重要的意義。目前常規(guī)的自噬檢測技術主要包括：透射電子顯微鏡、蛋白質免疫印跡和 GFP-LC3/ATG8 等方法，主要檢測自噬相關的結構和蛋白來片面的判斷細胞自噬活性，而且這些方法樣品前處理過程繁瑣、技術要求高、耗費時間長，且在活體應用上受到極大的限制。

　　基于“活體自組裝”策略，研究人員設計了以具有聚集誘導發(fā)光效應(AIE)的雙芘為信號分子，利用酶響應的多肽將信號分子與樹枝狀高分子偶聯(lián)形成納米探針。樹枝狀分子的位阻效應保證信號分子不聚集，保證了信號分子在正常細胞中處于熒光淬滅的單體狀態(tài)，只有當細胞處于自噬激活狀態(tài)時，納米探針被自噬酶特異性剪切，導致信號分子從樹枝狀分子上解離并自組裝 / 聚集為新的納米結構，表現(xiàn)出顯著提升的熒光信號。通過對熒光信號強度的檢測可以實時、定量地分析細胞自噬行為。值得關注的是該探針應用于多種活細胞及模式生物(斑馬魚)上，其檢測準確性和有效性也同時得到了其他傳統(tǒng)方法的驗證。

　　該工作得到了國家自然科學基金、國家自然科學基金創(chuàng)新研究群體、中國科學院國際合作局對外合作重點項目基金的支持，相關成果發(fā)表在 ACS Nano 上。