相较于近红外一区（NIR-Ⅰ,700-1000 nm）光学成像,近红外二区（NIR-Ⅱ,1000-1700nm）光学成像具备更深穿透深度和更高信噪的优点。然而,如何通过对共轭聚合物进行分子设计,有效将NIR-Ⅱ荧光成像（FI）、光声成像（PAI）和光热治疗（PTT）结合来实现实时NIR-Ⅱ成像引导肿瘤精准治疗,仍是一个难题。本论文首先对共轭聚合物侧链的烷基链进行构象调控,获得了具备高亮度NIR-Ⅱ荧光和高NIR-Ⅱ PTT效果的共轭聚合物。此外,调控了共轭聚合物电子受体密度,筛选出一种同步具备NIR-Ⅱ荧光发射、光声信号和光热治疗性能的聚合物,并对原位骨肉瘤进行了双模态光学成像指导的高效治疗。本论文具体内容如下:（1）侧链构象调控制备高亮度NIR-Ⅱ荧光共轭聚合物及NIR-Ⅱ光热抗肿瘤应用。共轭聚合物能隙窄、非辐射跃迁强,但是NIR-Ⅱ荧光亮度低,于是在本章中提出了侧链工程化策略来增强共轭聚合物的NIR-Ⅱ荧光强度。首先使用[1,2,5]噻二唑并[3,4-g]喹喔啉（TQL）为电子受体,不同侧链修饰的苯二氮噻吩（BDT）作为电子给体,合成了共轭聚合物P1、P2和P3,探究了共轭聚合物侧链结构构象和体积对NIR-Ⅱ荧光亮度的影响。之后将最高NIR-Ⅱ荧光亮度的聚合物P3制备成高分散性纳米颗粒（P3 NPs）。P3 NPs在1064 nm激光激发下光热转换效率为33.4%,显示出优异的光热性能。小鼠体内成像实验表明,在808 nm激光激发下,可以实现高信噪比（SBR）的小鼠NIR-Ⅱ血管成像,SBR高达4.81。此外,在NIR-Ⅱ荧光成像的指导下,实现了肿瘤小鼠模型的NIR-Ⅱ抗肿瘤治疗。（2）主链受体密度调控制备高亮度NIR-Ⅱ荧光共轭聚合物及原位骨肉瘤NIR-Ⅱ光热治疗应用。首先,选用苯并[1,2-c;4,5-c’]二[1,2,5]噻二唑（BBT）为电子受体、4,7-二（2三甲基硅烷基噻吩-5-基）-2,1,3-苯并噻二唑（BT）和4,4’-双十二烷基-2,2’-联噻吩（2TC）为电子给体,调控不同给体单元的比例制备了一系列具有不同受体密度的共轭聚合物。对这组聚合物测试和比较,筛选出同时具有较高NIR-Ⅱ吸收和NIR-Ⅱ发射的共轭聚合物P2。之后,将P2制备成水溶性纳米颗粒（P2 NPs）进行体外光学实验。在1064 nm激光激发下,P2 NPs的光热转换效率为38.8%。在1064 nm脉冲激光激发下,P2 NPs光声信号强度与纳米粒子浓度成线性关系,表现出较好的光声成像能力。体外实验证明了P2 NPs具备活体NIR-Ⅱ光学成像和NIR-Ⅱ光热治疗的潜力。最后,在808 nm激光激发下,肿瘤小鼠后肢血管的NIR-Ⅱ荧光成像的SBR达到7.3,且实现了小鼠皮下和原位骨肉瘤模型高质量的NIR-Ⅱ荧光/光声双模态成像引导的光热治疗。