细菌感染会侵害宿主细胞和组织,威胁人类的生命安全与健康。尤其是耐药菌的出现及细菌耐药性的增加更进一步加剧了细菌感染的危害。研究高效广谱且不产生耐药性抗菌材料是消除细菌感染的面临的一大挑战。离子液体是一种由阴、阳离子组成的有机熔融盐,(聚)离子液体是结构中含有离子液体基团的聚合物,兼具离子液体和聚合物的特性。近年来,(聚)离子液体在抗菌领域受到广泛关注,利用其阳离子与电负性细菌细胞膜的静电作用及疏水链段与磷脂双分子层间的疏水作用,可以有效地杀死细菌。利用(聚)离子液体的结构可设计性可制备具有多功能的抗菌材料。本文即以咪唑盐离子液体为中心,设计合成了一系列多功能抗菌离子液体小分子及聚合物,系统研究咪唑盐离子液体在抗菌、细菌成像及检测方面的应用,并进一步研究不同抗菌性材料对于细菌信息交流通道—纳管形成的影响。本论文主要研究内容和结论如下:(1)设计合成具有聚集诱导荧光效应的咪唑盐离子液体TPE-CnIm(n=1、4、8),研究其在抗菌及细菌成像、检测方面的应用。合成一系列具有聚集诱导荧光性的N3-取代烷基链长度不同的咪唑盐离子液体(AIE-ILs)。系统研究烷基链长度对AIE-ILs的荧光强度、抗菌性能及生物相容性的影响,并应用于血液中细菌的荧光成像和检测。研究表明:AIE-ILs能杀灭99%的细菌,且具有良好的生物相容性,同时其抗菌活性及细胞毒性均受N3-取代烷基链长度的影响。此外,AIE-ILs在杀菌的同时可以从宏观和微观层面实现对死细菌的荧光成像。对于血细胞中的细菌,AIE-ILs也可实现对细菌的杀灭及荧光检测,有望作为新型荧光传感器来检测血细胞中的病原菌。(2)咪唑盐离子液体均聚物及共聚物膜的设计合成及对细菌纳管形成的影响研究。设计合成咪唑盐离子液体均聚物及咪唑盐含量不同(20%、30%和50%)的共聚物膜材料。以细菌纳管为研究对象,系统研究咪唑盐聚离子液体抗菌材料对纳管形成的影响,包括材料抗菌活性、接触时间对同源及异源细菌纳管的数量和形态的影响,均一相(溶液)和不同相(溶液/固体)体系中咪唑盐聚离子液体抗菌材料对纳管形成的影响。研究结果表明:离子液体聚合物能显著促进纳管形成;不同抗菌活性的聚合物,形成的膜状纳管突起(ENs)和完整胞间纳管(ICNs)数量不同,当细菌与PILn膜接触初期,PIL30膜上的ENs量最多,约为PIL20膜的1.6倍,PIL50膜的3.5倍;而PIL50膜具有最高的ICNs 比例,约为PIL30膜的2倍。此外,与离子液体均聚物共培养的细菌易形成极细小的短纳管,有别于共聚物膜上生成的纳管形态。