聚集诱导发光（Aggregation-Induced Emission,AIE）材料解决了传统荧光团聚集诱导淬灭（Aggregate Caused Quenching,ACQ）在生物系统中的应用难题,为荧光材料在生物医学领域的应用开辟了新的机遇。目前,大量的AIE分子探针和纳米探针（NP）被开发用于生物传感、细胞成像、光动力和光热治疗等领域。相关研究表明,癌症的发生与细菌感染密切相关,而传统的化疗药物和抗生素由于耐药性问题制约了其在临床上的应用。光动力疗法（PDT）由于其具有无耐药性、非侵入性、低细胞毒性以及选择性靶向等优势已经成为一种用于抗菌和治疗癌症的很有前途的方法。近年来发现一些红光发射AIE染料不仅具有很好的成像能力,还会在光照条件下产生单线态氧,为新型的PDT光敏试剂。本论文基于具有AIE性质的四苯乙烯分子,通过不同的分子设计合成了几种具有两亲性质的红光发射荧光探针,并研究了其在生物传感、细胞成像、细胞器靶向的癌症治疗和抗菌方面的应用,具体内容如下:（1）以典型的AIE型荧光团四苯乙烯为基本单元,根据推拉电子效应设计合成了一种具有高活性氧产生能力、长波长发射的近红外两亲性荧光探针TPETHPy-PEG。其修饰的吡啶盐阳离子增强了对线粒体和细菌膜的靶向性,引入聚乙二醇（PEG）增强了亲水性和生物相容性,DLS测试显示TPETHPy-PEG能够在水溶液中自组装形成具有良好分散性的纳米颗粒。荧光光谱数据证明其最大发射峰位于640nm的近红外区,且具有较大的Stokes位移。使其能够在低背景荧光干扰下进行靶向线粒体的细胞成像。基于TPETHPy-PEG具有比商用光敏剂RB更高的单线态氧产生能力,我们研究了其光敏性能。实验表明,它不仅对癌细胞具有良好的光动力治疗效果,且在较低工作浓度（5μM）下还能对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌产生很好的光动力抗菌效果,可作为一种性能优异的广谱杀菌光敏剂。（2）第三章中,我们以甲氧基和四苯乙烯为电子供体,吡啶盐阳离子为电子受体设计合成了两种分别含疏水C12烷基及亲水性聚乙二醇的两亲性染料TPEPy-AL和TPEPy-PEG,两种探针的最大发射波长在625nm处,在水相中能够自组装形成具有球形形貌的纳米粒子。分子TPEPy-AL上修饰的烷基链增加了其在有机溶剂中的溶解性,在水中形成表面具有丰富正电荷的纳米颗粒且发光微弱,与带负电荷的ATP结合后聚集使得荧光增强,可用于ATP阴离子的特异性识别。此外,两种探针在光照条件下均能够产生具有细胞毒性的单线态氧（~1O2）,可作为一种优异的光敏剂用于靶向线粒体引导的癌细胞光动力治疗。我们进一步利用大肠杆菌和金黄色葡萄球菌探究了它们的抗菌能力,实验结果表明,带正电荷及两亲属性的TPEPy-AL和TPEPy-PEG能够靶向具有大量负电荷的细菌膜表面,在光照下产生~1O2破坏细菌膜,能够实现对细菌的荧光成像及良好的抑菌效果。