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近些年来,由于共轭聚合物纳米颗粒具备优异的光电学特性,激发了众多科研工作者的研究热情。共轭聚合物纳米粒子作为一种新颖热门的荧光纳米材料,它的优点是:尺寸半径小、荧光强度高、毒性低等等。同时,共轭聚合物链上具备大量的光活性单元的存在,使得共轭聚合物拥有较高的摩尔消光系数。基于上述优异的光学性能,它在分析化学、医学和环境监测这些领域展现出了及其广阔的应用前景,已被广泛应用于细胞成像、生物分子检测、活体成像和光学治疗等方向。同时利用有机半导体强吸光能力和荧光共振能量转移特点,制备得到的光敏剂掺杂的半导体纳米颗粒可以有效增强光敏剂的光动力效率,具有很强的抗菌性能。本论文旨在把共轭聚合物纳米颗粒用作纳米荧光传感材料,通过合理的实验方案设计出光电学性能优异、稳定程度高的pH荧光纳米传感探针,在水溶液中和细胞内共同实现对pH值环境的比率型定量响应测定。同时将小分子光敏剂卟啉掺杂到共轭聚合物纳米颗粒中,利用从共轭聚合物高分子到卟啉的有效能量转移特点,制备高效光动力抗菌材料。主要研究内容如下:(一)、新型共轭聚合物双光子荧光探针设计及其在pH检测中的应用本章首先通过共沉淀法制备(苯乙烯-共-马来酸酐)PSMA修饰的聚芴撑乙烯类聚合物PFV双光子纳米颗粒。利用酰胺缩合反应将具有pH响应特点的多巴胺(DA)分子连接到PFV/PSMA NPs纳米颗粒表面,用于pH响应和生物成像。通过单光子和双光子荧光成像成功地实现了对HeLa细胞内部pH环境改变的定量测定,以及在不同物质刺激下产生pH值环境改变的检测。(二)、基于FRET机理的核壳结构共轭聚合物pH探针设计与细胞成像本章设计制备了一类核壳结构的共轭聚合物纳米探针(PFO/PFV-DA NPs),该纳米探针能够比率型地测定细胞内的pH值。中心聚芴PFO作为供体,PFV作为受体,在空间上两者形成核与壳的结构。较厚的壳PFV包覆住核PFO,可以显著降低多巴胺对核PFO的发射猝灭的干扰,使得具有pH响应特点的多巴胺只对壳PFV敏感响应。同时通过对比试验,发现核-壳PFO/PFV-DA Nps在结构和光学上更为稳定,与含有小分子荧光染料掺杂的共轭聚合物纳米颗粒相比,前者不会产生光漂白和泄漏问题。最后通过双通道荧光成像成功地实现了对HeLa细胞内pH变化的比率型定量测定和不同刺激下的pH波动的检测(三)基于倍半硅氧烷的卟啉与共轭聚合物纳米颗粒的增强型光动力抗菌研究本章中我们首先合成了带倍半硅氧烷(POSS)结构的卟啉材料,接着将共轭聚合物PFV和倍半硅氧烷结构的卟啉Porphyrin-POSS通过共沉淀法得到共轭聚合物纳米粒子,利用从共轭聚合物高分子到卟啉的有效能量转移特点,实现高效的光动力抗菌,并对其进行DLS、TEM、UV-PL等表征。在特定功率的白光光照下产生单线态氧来杀伤革兰氏阳性菌(以金黄色葡萄球菌为代表)和革兰仕阴性菌(以大肠杆菌为代表),与市面上常见的卟啉光动力抗菌材料比,含Poss结构的纳米颗粒产生的单线态氧产率更高、稳定性也更好。