光热治疗作为一种新型的肿瘤治疗手段,具有高效、非侵入性的优点,受到科研工作者的广泛关注。在很大程度上,光热试剂的性能决定了光热治疗的最终效果。相对于无机光热试剂,有机光热试剂具有生物相容性优良和代谢容易的特点;更重要的是,有机光热试剂的性能可通过化学修饰或自组装等方式进行调控,以满足不同要求。然而,有机光热试剂普遍存在光/热稳定性差的缺点,极大地限制了其应用。苝酰亚胺是一类有高稳定性的有机荧光染料,具有高的摩尔消光系数和可调的光物理性能,已经在荧光成像、药物示踪以及光动力治疗等领域被广泛研究。由于酰亚胺基团具有强的吸电子能力,在苝酰亚胺核上引入强供电子取代基,可以构建供体-π-受体（D-π-A）型光热分子。由于具有强的推拉电子效应,这些光热分子具有红移的光学吸收。同时,电子供体和受体之间存在扭曲分子内电荷转移效应,有效地减弱了分子的荧光,并赋予其较好的光热效果。然而,目前报道的苝酰亚胺基光热试剂仍然存在以下问题:（1）吸收波长较短;（2）光热转化效率仍然有待提高;（3）没有肿瘤微环境响应性,使得脱靶作用易造成正常组织损伤。这些问题的存在使苝酰亚胺光热试剂的发展面临瓶颈。针对以上问题,本论文基于核取代苝酰亚胺类光热试剂,利用化学修饰、自组装等手段来调控其性能:首先,通过改变苝二酰亚胺（PDI）光热试剂的取代基和组装条件,实现了对其自组装行为的调控,制备了J聚集型纳米光热试剂,显著延长了苝酰亚胺光热试剂的吸收波长;其次,证实PDI阴离子具有优异的光热转化能力,并通过化学修饰和自组装构建碱性粒子内微环境,实现了对PDI阴离子p H响应性的调控,显著降低了其p Ka,最终构建了高性能且稳定的PDI阴离子型光热试剂;最后,基于苝单酰亚胺（PMI）光热试剂,构建了谷胱甘肽响应的光热前药,在肿瘤原位实现了对光热试剂性能的调控,有效地提高了光热治疗的肿瘤选择性。本论文的主要研究内容如下:1.基于海湾位胺取代的PDI光热试剂,通过改变取代基团和组装条件对其自组装行为进行调控,掌握了取代基和组装条件对于PDI J聚集体形成的影响规律,并最终构建了J聚集型PDI光热试剂（PJ NPs）,实现了93 nm的吸收红移。PJ NPs的平均粒径为129 nm,室温下具有良好的稳定性,光热转化效率达到了40.7%。在808 nm激光照射下,PJ NPs可以有效地杀伤癌细胞,展现出良好的光热抗肿瘤潜力。2.由羟基PDI去质子化得到的PDI阴离子具有强的推拉电子效应,表现出红移的吸收,是一种潜在的光热分子。本研究首次证实此类PDI阴离子具有极好的光热性能,其光热转化效率显著高于胺取代的PDI。然而,由于固有的p H敏感性,PDI阴离子仅能在碱性条件下稳定。为了调控其p H响应性并构建可以在中性条件下使用的光热试剂,合成了一种带叔胺基团和聚乙二醇（PEG）长链的羟基化PDI（PDI-A）,其可以经去质子化转变为PDI阴离子。由于亲水性PEG和碱性的叔胺基团的存在,PDI-A可以自组装成具有碱性粒子内微环境的PDI-A NPs。组装后,PDI-A NPs的p Ka仅为6.6,得到了显著降低,证明通过碱性粒子内微环境的构建实现了对PDI阴离子p H响应性的调控。PDI-A NPs的平均粒径为81 nm,在去离子水中呈现绿色并具有强烈的近红外（NIR）吸收。更重要的是,其光热转化效率高达62%,超过了大多数PDI基光热试剂。活体实验证实,PDI-A NPs可以实现对肿瘤的光声成像,并通过光热治疗有效抑制肿瘤生长。细胞和活体水平相关实验证实了PDI-A NPs良好的生物相容性。3.基于PMI构建了响应型光热试剂,并利用肿瘤微环境实现了对其光热性能和粒径的调控。首先在PMI迫位引入N,N-二甲基乙二胺供电子基得到光热试剂NHP,其光热转化效率达到了52%。其次,通过双硫键将NHP与化疗药苯丁酸氮芥共价连接得到前药分子CP,进一步与DSPE-m PEG2000共组装得到平均粒径为62 nm的前药纳米粒子CP NPs。CP NPs表现出显著的谷胱甘肽响应性:响应之前,吸收峰在490 nm,没有NIR吸收、光热和荧光发射;响应之后,释放出光热分子NHP以及苯丁酸氮芥,使得吸收峰发生了110 nm的红移,同时开启了NIR光热和荧光成像功能。此外,响应还引起NHP分子聚集以及纳米粒子粒径的增大。活体实验显示,在肿瘤微环境作用下,CP NPs在瘤内实现了光热治疗的开启以及药物的释放,通过光热治疗/化疗的联合有效抑制了肿瘤生长。此外,由于响应后NHP分子在瘤内的聚集和滞留,实现了长效和高对比度的肿瘤NIR荧光成像。这样,通过在瘤内调控光热性能和分子聚集,提高了光热治疗的肿瘤选择性,并实现了诊疗的一体化。