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随着社会的进步与人们生活水平的提高,以生物技术和生命科学为基础,涵盖生命分析、医疗卫生、营养保健等健康服务产业成为21世纪引导全球经济发展和社会进步的重要产业。对生化标志物进行生命传感研究可以实现疾病的早期发现和诊断,提前进行身体保健和疾病预防,降低人群发病率和死亡率。聚集诱导发光（aggregation-induced emission,AIE）材料由于其优良的特异性,已被广泛应用于生化传感领域,如肿瘤标志物检测、离子检测和生物成像等。然而,大多数基于AIE材料的传感探针在与特定受体结合之前都会发生一些非特异性聚集,从而导致其荧光强度会出现“假”阳性信号。因此,目前利用AIE探针的荧光强度指标来精确定量生化标志物仍是一个巨大的挑战。寿命是发光材料的固有属性,它很少受到微环境和测量技术的影响。因此,基于寿命信号的探针正在逐渐取代基于荧光强度的探针,用于对特定目标的精确定量检测。然而在生物样本中,AIE材料的短寿命（纳秒级）很难与生物的自体荧光寿命（纳秒级）区分开来。因此,直接利用AIE材料的寿命信号进行定量分析存在操作瓶颈。鉴于此,我们提出利用无机长余辉纳米材料Zn2Ge O4:Mn2+（ZGO）长寿命（毫秒级）的优势,通过时间分辨技术在时域上避免自体荧光寿命干扰的想法。然而,这种无机纳米材料对大多数的标志物不具有特异性。因此,其在准确识别疾病标志物方面存在一定困难。本论文集合聚集诱导发光材料优越的特异性和长余辉材料的长寿命信号优势,构建新型的生命传感寿命探针并展开相应研究,主要包括以下三个部分:一、本文构建了具有三个寿命信号的Py TPA-ZGO生命传感探针。该探针具有三个寿命信号:寿命信号1来自短寿命的AIE材料Py TPA-P(τPn,纳秒级),寿命信号2来自长寿命无机长余辉纳米材料Zn2Ge O4:Mn2+-NH2(τZn,毫秒级),寿命信号3为复合双寿命信号(composite-dual-lifetime-signal,CDLSn,CDLSn=τPnτZn)。随着标志物弗林酶浓度的变化,由Zn2Ge O4:Mn2+-NH2和Py TPA-P组成的供体/受体体系的空间距离被修正,非辐射跃迁效率使这三个寿命信号发生了相应的改变,这些寿命信号可以对微环境中的标志物——弗林酶的浓度进行精确定量。研究发现,CDLSn信号的极差较大,标准差较小,与其它两种寿命信号(τPn和τZn)相比显著性差异更加明显。因此,根据各细胞亚型中弗林酶浓度的不同,CDLSn信号可被进一步用于准确鉴别细胞亚型。该工作为开发AIE材料,并通过其寿命校正策略进行精确定量的研究奠定了基础。二、在前文基础上,我们在第二部分工作中有效延长了AIE材料的表观寿命,并基于AIE的表观长寿命信号与荧光信号构建了新型的ZPM双信号探针。该探针由短寿命的金属基质蛋白酶2（MMP-2）响应的AIE材料Py TPA-M和长寿命无机长余辉纳米材料Zn2Ge O4:Mn2+-NHS（ZGO-NHS）组成,ZGO-NHS作为能量供体将自身能量持续传递给受体Py TPA-M,使Py TPA-M的表观寿命从纳秒级延长至毫秒级。这有利于在避免生物体自体荧光寿命干扰的情况下,实现对MMP-2的检测。随着靶标分子MMP-2浓度的变化,Py TPA-M的表观长寿命信号和荧光强度信号发生了相应的改变。因此,基于ZPM双信号探针的荧光信号和表观长寿命信号,我们可以对不同细胞周期的Hela细胞内和细胞外分泌的MMP-2的浓度进行精确定量。研究发现,Hela细胞外泌的MMP-2的含量约为细胞内的两倍,且在G1/S期,细胞内和外泌的MMP-2的含量最高。该工作对今后设计基于AIE材料的多信号探针进行精确定量化分析具有重要研究意义。三、在寿命探针检测功能的研究基础上,本文通过引入靶向肽为探针设计了治疗功能,以实现疾病的检测和治疗一体化。我们基于AIE材料Py TPA-Th的表观长寿命信号与长余辉材料Zn2Ge O4:Mn2+-NHS（ZGO-NHS）的长寿命信号,构建了新型的ZPTh双寿命成像诊疗探针。该探针具有两个毫秒级的长寿命信号,分别来自凝血酶响应的AIE材料Py TPA-Th(τPn)和长寿命无机纳米颗粒ZGO-NHS(τZn)。随着标志物凝血酶浓度的变化,由ZGO-NHS和Py TPA-Th组成的供体/受体体系之间的非辐射跃迁效率发生改变,进而导致两个长寿命信号发生改变。在避免生物体的自体荧光寿命干扰的情况下,ZPTh探针可实现对凝血酶的检测。同时,凝血酶使Py TPA-Th中的P-选择素靶向肽暴露,实现了活化血小板的特异性成像。在AIE材料Py TPA光动力治疗（photodynamic therapy,PDT）性能的作用下,活化的血小板凋亡,从而实现血栓的早期治疗。该研究为合理设计基于AIE材料的成像和诊疗一体化寿命探针提供了新思路。