共价有机骨架（COFs）是由轻元素（C、H、N、B、O）组成的有机建构单元通过共价键偶联构成的一类多孔晶体材料。由于其具有可预先设计的拓扑结构、高比表面积和高灵活性的分子结构等特点,近年来引起了广泛的关注。全共轭型sp~2碳COFs（sp~2c-COFs）是COFs大家族中的一员,其具有扩展的π共轭骨架、优异的化学稳定性和发光性能,已经在半导体、光催化、能源存储、金属离子吸附和化学传感等领域获得了广泛的应用。然而,其在生物相关领域的应用屈指可数。sp~2c-COFs的高稳定性、良好的光学性能使其在复杂的生物体系中具有独特优势,这对于进一步拓展sp~2c-COFs的应用具有非常重要的研究意义。本文主要聚焦于发光型sp~2c-COFs材料的制备、功能化修饰以及应用于肿瘤细胞内激活成像和铁死亡研究,拓宽了sp~2c-COFs在生物领域的应用。主要研究内容如下:第一章绪论本章主要介绍了COFs材料的特点,重点对sp~2c-COFs材料的特点、优势、设计合成的过程以及其目前的应用进行了阐述。最后,对于本论文的研究内容及其意义进行了简单介绍。第二章发光型全共轭共价有机骨架的设计合成在本章中,我们分别以1,3,6,8-四（4-甲酰基苯基）芘（TFPPy）和四（4-醛基苯基）乙烯（TFBE）作为发光活性单元,制备了两种新型的sp~2c-COFs材料(COFTFPPy-ThDAN和COFTFBE-PDAN)。COFTFPPy-ThDAN框架中的芘环大平面结构导致了层间聚集诱导猝灭（ACQ）,使得COFTFPPy-ThDAN的发光性能较差。而COFTFBE-PDAN框架中的刚性层状结构限制了四苯乙烯转子的旋转从而开启了发光,并且TFBE单体扭曲的构型削弱了ACQ效应,赋予了COFTFBE-PDAN良好的发光性能。同时,COFTFBE-PDAN在极端环境下也具有优异的化学稳定性。COFTFBE-PDAN出色的发光性能和化学稳定性为其后续在复杂生物体系内的应用奠定了良好的基础。第三章sp~2c-COFTFBE-PDAN的功能化修饰及其应用于肿瘤细胞内激活成像和铁死亡研究在本章中,我们选择了铁单宁酸(FeⅢTA)作为能量受体,其可猝灭上一章所得到的发光COFTFBE-PDAN。通过一步法将FeⅢTA沉积在COFTFBE-PDAN的表面,由此制备了COFTFBE-PDAN@FeⅢTA材料。将COFTFBE-PDAN@FeⅢTA进一步用聚乙烯亚胺（PEI）修饰,引入正电荷,使其更加容易进入细胞。FeⅢTA涂层能够被肿瘤细胞中酸性的溶酶体环境和过表达的谷胱甘肽（GSH）降解并被还原为Fe2+,这一过程使COFTFBE-PDAN的发光信号开启。同时Fe2+能与肿瘤细胞内过量的H2O2发生Fenton反应,产生活性氧（ROS）,并进一步诱发细胞内脂质过氧化产物的大量堆积。肿瘤细胞内GSH的大量消耗和ROS的大量生成共同导致了肿瘤细胞的氧化还原失衡,最终导致脂质过氧化（LPO）介导的铁死亡。因此,COFTFBE-PDAN@FeⅢTA-PEI可以同时用于肿瘤细胞的可激活成像和铁死亡研究。