癌症是全球第二大致死疾病。如何治疗癌症是生物、化学、药学等相关学科的重要研究课题。光诊疗手段可以同时兼顾诊断和治疗,且具有无创和高效的特点,近年来备受关注。花菁染料的摩尔消光系数高,光物理性能优异,生物安全性好,作为光诊疗试剂研究广泛。然而,传统的花菁分子存在光热及光动力效果差,光漂白严重,体内循环时间短等问题,大大限制了其进一步的应用。随着染料聚集态科学研究的发展,染料自组装体的构建为提升染料光学性能及活体递送效率提供了新思路。一方面,染料的堆积排列方式改变会赋予其独特的光物理性能。另一方面花菁自组装体具有可控的尺寸及良好的稳定性,可以通过EPR效应实现其在肿瘤部位的高效富集。因此,本论文以花菁染料为基础,通过对花菁结构的设计,诱导花菁形成不同的聚集组装体,实现了不同模式的癌症光诊疗,具体性能如下:首先,含氟花菁两亲性组装可以有效负载氧气并实现肿瘤深层的氧气递送,同时组装诱导的花菁聚集可以有效提高光动力治疗效果,实现深层乏氧肿瘤光动力治疗。其次,花菁的H聚集可大幅度提高其光热转化效率及其光热稳定性,实现低剂量高效光热治疗。另外,近红外光可破坏花菁结构,改变J聚集组装,调控化动力效果,实现光触发精准光热/化动力联合治疗。本论文主要包括以下几个方面的研究:（1）设计合成了一种新型两亲性含氟花菁自组装光敏剂FCy@O2,用于深层渗透的乏氧肿瘤光动力治疗。其前驱体PFC-ICy-PEG-Biotin在水中可以组装成粒径为40 nm左右的球形纳米粒子（FCy）。FCy具有极好的氧气负载能力,当载入氧气后,组装体变为粒径100 nm左右的囊泡结构（FCy@O2）。由于氟的优异组装性能,全氟碳结构有效地提高了花菁分子的聚集程度,使其光动力效果大幅度增强。此外,FCy能够高效的靶向到癌细胞的内质网中,内质网氧化应激可以有效的提高细胞杀伤性。同时FCy优异的肿瘤渗透性,可以将光敏剂高效的携带到肿瘤内部,提高光动力治疗效果。基于优异的肿瘤富集特性,FCy@O2可以通过深层渗透的乏氧肿瘤光动力治疗显著抑制肿瘤的生长。本工作通过简单的自组装方法,提高花菁光动力并解决乏氧及深层渗透问题,为构建高性能的光诊疗试剂提供了新的思路。（2）设计合成了一种具有良好平面性的新型喹啉菁分子（QCy）。由于对称的平面喹啉结构,QCy能够在水中自组装形成稳定的H聚集体（QCy NPs）,且在极低的浓度下(1×10-7M)依然能够稳定存在。H聚集大大的提高了QCy的光热转化效率（从单体的20.1%提高到H聚集体的63.8%）,并同时增强了其光热稳定性。QCy更大的共轭结构确保了其H聚集体的近红外性质,有利于生物应用。此外,季胺化喹啉的正电荷赋予了QCy NPs优异的线粒体靶向性,有助于进一步提高光热治疗效果。基于优异的肿瘤富集性能,QCy NPs成功实现了低剂量下的光声成像指导的高效肿瘤光热治疗。本工作通过非化学手段,大幅度提高了花菁的光热效果及光稳定性,为高效光热试剂的开发提供了新的思路。（3）设计并构建了一种光触发的铜卟啉花菁分子J聚集体（Cu-PCy JNPs）,用于精准光热/化动力联合治疗。Cu-PCy JNPs内部紧密的分子堆积,抑制了铜的化动力效果,增强了体内循环中的安全性。利用花菁的光漂白作用,通过808 nm激光破坏花菁J聚集结构,释放化动力试剂提高化动力效果。同时,花菁的光热能力,可以进一步提高化动力效果。此外,花菁的正电荷具有良好的线粒体靶向性,结合铜离子良好的GSH清除能力,可以有效提高治疗效果。因此,基于Cu-PCy JNPs良好的体内循环及肿瘤富集能力,我们通过精准可控的光热-化动力联合治疗,成功实现了活体肿瘤的清除。本工作通过光触发手段,调控化动力效果,为精准光诊疗的设计提供了新的途径。