传统的有机荧光材料大多数是具有大π共轭体系的平面型疏水化合物,在溶液中发出强荧光,而在聚集态或固态时荧光大大减弱甚至完全猝灭,这一现象被称为聚集导致荧光猝灭,简称ACQ。这类分子通常具有Stokes位移小、光稳定性差等缺点。2001年,唐本忠等人提出一种截然相反的光物理概念,聚集诱导发光,简称AIE。AIE分子在溶液中发光弱,在聚集态或固态发光强,光稳定性好、Stokes位移大,在生物成像、化学/生物传感、光诊疗等领域受到人们的广泛关注。邻菲啰啉具有大的共轭平面和较强的吸电子能力,可以作为很好的受体单元,通过引入供体单元构建D-A-D型分子,可促进分子吸收光谱的红移,且其配位能力可以赋予AIE分子的离子识别功能;邻菲啰啉中的氮原子可以通过成盐的方式增强其吸电子能力,从而进一步红移分子的吸收和发射波长,构建出近红外I/II区光诊疗试剂。基于此,本论文围绕邻菲啰啉设计合成了一系列具有AIE性质的有机荧光材料,并研究了其在化学传感、光动力抗菌以及光热抗癌中的应用,主要内容如下:1、以邻菲啰啉为受体单元,三苯胺或四苯乙烯衍生物为给体单元,设计合成了两种D-A-D型分子DTPAP和DTPEP。光物理化学性质测试结果表明,增加给体单元的转子数目有利于提高分子的AIE特性,DTPAP是ACQ分子,而DTPEP具有AIE特性。与DTPAP相比,DTPEP具有更长的吸收和发射波长,特别是发射波长红移90 nm。其中,DTPAP通过荧光猝灭后的波长变化,可以特异性检测Hg2+和Cu2+。而DTPEP可以在水溶液中对Hg2+进行特异性检测,且在酸性或碱性溶液中都保持着较高的灵敏性。这种简便灵敏的Hg2+和Cu2+检测手段,对环境保护及人类健康具有重要意义。2、通过对DTPAP逐步离子化制备了两种带有不同数目正电荷的有机离子盐化合物DTPAP-Br和DTPAP-2Br,离子盐的特性赋予了它们一定的水溶性以及更强的分子内推拉电子效应,并且随着离子数量的增加,它们的吸收和发射光谱逐步发生红移。理论计算结果表明离子盐的形成使得分子的HOMO、LUMO能级电子云分布实现了有效分离,因此,DTPAP-2Br具有最小的带隙。活性氧（ROS）产生能力测试结果表明,离子化后化合物的ROS产生能力明显增强。光动力抗菌实验结果显示,随着电荷数的增加,光敏剂与细菌的结合力也不断增强。因此,DTPAP-2Br表现出对金黄色葡萄球菌高灵敏的光动力杀伤效果,即使在0.6μM下,对金黄色葡萄球菌仍有近100%的杀伤效果。并且它们均对正常细胞没有任何杀伤能力,这为特异性活体光动力抗菌研究提供广阔的应用前景。3、通过离子交换法将DTPAP-2Br中的溴离子转变为五氰基环戊二烯负离子。光物理化学性质测试结果表明,在溶液态时,两种化合物具有类似的吸收波长和很弱的荧光发射强度。然而,在聚集体或纳米粒子态时,可能由于阴离子-π相互作用的形成,DTPAP-5CN NPs则表现出更长的吸收波长和更强的近红外II区的发射波长。ROS产生能力测试结果显示,DTPAP-5CN NPs表现出了更强的ROS产生能力和光热转换能力,光热转换效率可达72%。在细胞中,通过改变激发波长,DTPAP-5CN NPs能够分别对癌细胞的线粒体和脂滴进行靶向成像,并具有很好的ROS产生能力。活体小鼠肿瘤治疗结果发现,DTPAP-5CN NPs能够对荷瘤小鼠肿瘤进行有效的荧光介导光动力和光热协同治疗。