老年痴呆症是严重影响人类健康的重大疾病之一，给人类带来沉重的社会和经济负担。β淀粉样肽（Aβ）在脑组织的聚集与沉淀是老年痴呆症发病的一个主要原因，其中，金属离子与Aβ肽的沉积密切相关。到目前为止，金属离子对Aβ肽作用的分子机制还存在许多争议，需要从原子级尺度将对金属离子与Aβ聚集行为的关系进行深入的研究。本项目以Zn(II)与Aβ肽的配合作用为切入点，利用原子力显微镜从纳米级层次直观揭示金属离子与Aβ肽的配位规律，明确金属离子对Aβ肽表面沉积聚集结构的影响，探讨金属螯合剂EDTA与Aβ肽的作用机制，为探索老年痴呆症分子致病机制和老年痴呆症治疗药物的体外筛选提供依据。石墨烯量子点(GQD)是准零维的纳米材料，在生物、医学、材料、新型半导体器件等领域具有重要潜在应用。在本项目中，我们的研究发现石墨烯量子点对Aβ肽聚集有强烈的抑制作用。GQD极大地降低了Aβ1-42聚集体对细胞的毒性。该研究对开发新型的老年痴呆症药物提供了帮助。人类的载脂蛋白E（APOE）有三种亚型（isoform）即E2、E3和E4，其中APOE4具有促进Aβ肽和tau蛋白聚集的作用，还能和Aβ肽寡聚体共同作用增加对细胞的毒性，诱导细胞凋亡。本项目在纳米结构的分形金电极上修饰APOE4抗体以及带HRP标签的二级抗体构成APOE4电化学免疫传感器，通过分形金纳米结构放大效应与酶放大效应相结合，极大地放大了量检测信号，为老年痴呆症的预警提供了新的可能。