星形聚合物是指共有一个中心单元,并带有三个或更多从核辐射的臂,其独特的拓扑结构,使其具有紧凑的结构、高的臂密度和独特的流变性,在药物传递、催化、生物成像以及纳米反应器等领域具有广阔的应用前景。超分子化学主要是指不同化学物种间通过非共价键弱相互作用力连接起来的复杂有序且有特定结构与功能的分子结合体。超分子星形聚合物是指通过非共价键相互作用构筑的一类新型聚合物,特别是将金属配位键引入到星形聚合物中,可以构筑一类具有独特性质和功能的超分子星形聚合物。本论文将超分子星形聚合物和荧光基元结合,成功构筑了一系列具有卟啉或四苯乙烯荧光基团的荧光超分子星形聚合物,并对其相应的聚集诱导发光(aggregation-induced emission,AIE)、二氧化碳刺激响应、超分子逐级自组装、光动力疗法(photodynamic therapy,PDT)以及抗菌等性质与功能展开研究。本论文研究内容主要分为以下几个部分:第一章重点介绍了有机荧光材料的概念及其发展现状、星形聚合物概念及研究进展、超分子星型聚合物概念及研究进展。重点围绕荧光聚合物、星形聚合物、超分子星形聚合物等领域的研究进展进行综述,并在此基础上提出本论文的研究课题。第二章在这部分工作中,首先利用配位键自组装构筑了两类四苯乙烯内/外修饰的金属有机大环,之后利用“组装-后聚合”策略精确构筑了两类两亲的具有聚集诱导发光(AIE)性质的超分子星形聚合物。通过核磁共振、质谱、红外光谱等测试手段对这些超分子聚合物的结构进行了表征与确定。通过透射电子显微镜与动态光散射研究了这两类星形聚合物在水相中的自组装行为,并证明这两类星形聚合物均可组装成为纳米球状结构。通过荧光光谱研究了其聚集诱导发光现象,并证明四苯乙烯内修饰的超分子星形聚合物具有更强的聚集诱导发光现象。第三章在这部分工作中,首先合成了接有卟啉基团的双吡啶给体,之后与铂受体通过配位键自组装构建了卟啉功能化的金属有机大环。随后利用“组装-后聚合”策略精确构筑了卟啉功能化的超分子星形聚合物。通过核磁共振、质谱、红外光谱、凝胶渗透色谱等手段对金属有机大环和超分子聚合物的结构进行了表征。通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜与动态光散射研究了该星形聚合物在水相中的有序自组装行为,利用共聚焦显微镜与单线态氧测量等手段研究了该星形聚合物的细胞毒性等性质。我们期望这类超分子星形聚合物能够在应用于生物成像以及光动力疗法等领域。第四章基于本论文第三章的研究,将聚合物链段替换为具有二氧化碳响应性质的聚甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯链(PDMAEMA)。通过“组装-后聚合”策略,将三条PDMAEMA链引入金属有机大环构筑了一类具有二氧化碳响应性质的超分子星形聚合物。通过核磁共振、红外光谱、凝胶渗透色谱等手段对超分子星形聚合物的结构进行了表征。该星形聚合物可以在水中自发组装为纳米球状结构。通过核磁氢谱、动态光散射与透射电子显微镜研究了该聚合物的二氧化碳刺激响应性质,证明了刺激前后组装体形貌尺寸的改变。利用绿脓杆菌研究了该聚合物的抗菌性能,通过共聚焦显微镜、单线态氧测试以及体外抗菌等实验,证明该聚合物材料具有良好的抗菌性能。