荧光成像具有无损、选择性好、灵敏度高和空间分辨率好等优点,被广泛应用在临床医学生物标志物或病理学的原位和实时可视化研究中,此外,高分辨荧光成像能够在三维尺度上跟踪生物体内的长期生理过程。光动力治疗（PDT）是一种光辐照的物理诊疗方式,具有无损、时空精度高、可控且不造成长期耐药性和正常组织损失等优点,成为癌症多线疗法合并使用的新型的癌症治疗手段。对光敏剂进行靶向设计,使得PDT对肿瘤细胞具有更高的选择,经对病变位置施以精确光照,实现更高的病灶选择性。荧光成像和PDT治疗的核心关键分别是荧光探针试剂和光敏剂。有机荧光分子和光敏剂具有分子可设计性强、能带可调控和良好的生物相容性等特点。相比于传统的荧光探针试剂和光敏剂,热活化延迟荧光（TADF）分子所具有的独特的光物理性质,使其内秉地成为兼具荧光成像和光动力治疗的双重功效的光电半导体材料。给体-受体结构的热活化延迟荧光发光体能够通过有效的反向系间窜跃（RISC）过程实现100%的内量子效率。TADF分子较小的激发态单重态-三重态能级差,有利于RISC,同样也有利于其ISC,特别是具有长寿命三线态激发态的红光、深红光TADF分子更有潜力被应用于光动力治疗。近两年,使用TADF材料作为光敏剂进行生物成像和光动力治疗受到更多关注,目前主要面临两个难题,一是荧光基团的荧光量子产率较低,二是在近红外区域发射的材料仍非常有限。本文以苯并吡嗪结构为受体核,根据TADF分子发光特性可调节的性质设计了一系列D-A结构和D-A-D结构的红光分子及其纳米粒子,经实验证明其具有良好的生物成像功能和光动力效果,具体包括:（1）以二苯并[a,c]吩嗪-11,12-二甲腈（BPz-CN）和二苯并[f,h]喹喔啉-2,3-二甲腈（BQx-CN）为受体片段,三苯胺为给体部分,设计并合成单边三苯胺-重原子/双边三苯胺的TADF分子并命名为D系列。表征结果显示,D1分子具有最长发射峰610 nm,对其用50%CBP掺杂共沉淀的方式制备纳米粒子,发射波长增加至693 nm处,单线态氧产率达21%。体外细胞实验表明其具有良好的生物相容性和光动力治疗效果,在细胞内具有良好的荧光成像和对肿瘤细胞的抑制作用。（2）在含有BPz-CN片段和双边三苯胺的D3分子基础上,对调三苯胺和强吸电子氰基的位置,并将分子构型由“Y型”调整为“T型”得到F1、F2和F3分子,其中,F1和F2分子为同分异构体。表征结果显示,F1分子具有最大发射波长648 nm和最优的热稳定性,热分解温度高达501.62°C。ΦΔ（F1）=37.98%,为F2分子的1.3倍,选取F1分子用F-127通过共沉淀自组装的方式制备纳米粒子,纳米粒子具有良好的细胞成像效果和光毒性效果,为构建诊疗一体化纳米平台提供可靠的光敏剂候选者。选取F分子中的F1、F1的中间产物以及F3分子,重新命名为FQ、FQ-Br和FQ-CN分子,通过对三者及纳米粒子的实验结果横向对比,研究重原子和吸电子基团对分子性能的影响。结果表明FQ-Br NPs具有最强的光动力效果,而FQ-CN分子具有最长的发射波长648 nm和最小的能隙0.16 e V。说明调整策略可以有效加强电子的自旋轨道耦合,增强光动力治疗效果和成像效果。