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荧光材料的研究推进了科技的发展,也使得我们能够获取更多的知识。尤其是利用荧光材料,我们可以更好的了解生化过程以及生物分子的功能。然而,传统的荧光材料在高浓度或者团聚后,其受聚集诱导猝灭（ACQ）的影响导致荧光猝灭。为了防止受荧光材料团聚引起荧光猝灭的影响,传统的荧光材料用于生物领域时,需要其在水溶液中有良好的溶解性。通过在荧光团引入极性基团的策略增加染料在水溶液中的溶解性。然而,由于传统的荧光材料本身含有疏水的苯环容易引起染料在水溶液中团聚,所以在水溶液中传统荧光材料团聚后,荧光依然会发生减弱甚至是猝灭的现象。最近发展的聚集诱导发光材料在良溶剂呈单分散状态时荧光很弱,而聚集后由于分子内的转动受阻荧光增强。尽管基于聚集诱导发光材料报道了一系列探针用于检测以及光动力治疗。但是聚集诱导发光材料用于生命分析和治疗及与其它治疗方法联合用于癌症治疗的研究还是相对较少。本课题以聚集诱导发材料为中心,利用聚集诱导发光材料独有的聚集诱导发光特性以及聚集诱导发光材料可以作为光敏剂的优点,发展了基于聚集诱导发光材料用于诊断和治疗的方法,拓展了聚集诱导发光材料的生物应用。具体研究内容包括以下三个方面:（1）聚集诱导发光荧光分子（AIE）修饰DNA形成的探针（TPE-R-DNA）结合核酸外切酶III辅助循环信号放大策略,用于癌症组织成像以及预后分析。TPE-R-DNA包含两部分:疏水的长波长AIE分子（TPE-R-N3）作为信号部分;能够特异性识别MnSOD mRNA的亲水性的DNA（Alk-DNA）作为识别部分。没有靶标MnSOD mRNA时,TPE-R-DNA因为良好的水溶性在水溶液中几乎没有荧光。而当MnSOD mRNA存在时,靶标与探针TPE-R-DNA杂交形成双链。然后双链中的探针被Exo III水解并释放出疏水的荧光基团。随后,疏水的荧光基团在水中团聚荧光从而增强。TPE-R-DNA对MnSOD mRNA检测限低至0.6 pM。探针可用于测定癌症组织中的MnSOD mRNA表达水平,结果表明肾癌中MnSOD mRNA的表达水平低于癌旁组织中MnSOD mRNA的表达水平。此外,通过分析组织中MnSOD mRNA表达水平预测癌症患者的预后。结果表明,肿瘤组织中MnSOD mRNA含量越低的患者生存时间越短。（2）GSH响应的MnO2负载具有聚集诱导发光特性的光敏剂（TB）和核酸酶（DNAzyme）用于癌症成像和光动力-基因联合治疗。其中TB为具有聚集诱导发光特性的光敏剂,可用于光动力治疗;而核酸酶在Mn2+辅助下可以降解细胞中EGR-1 mRNA从而可用于基因静默。体外的实验表明MnO2-核酸酶-TB纳米复合物（MDT）能够被细胞摄入并被细胞内的GSH降解释放出核酸酶和TB。核酸酶通过基因静默降低EGR-1蛋白的表达,从而抑制癌细胞生长。此外,释放的TB在细胞中团聚荧光增强,并且在光照时产生的单线态氧进一步抑制癌细胞的生长。光动力和基因静默联合治疗显著提高肿瘤治疗效果。活体实验表明MDT通过光动力和基因静默联合治疗有效抑制MCF-7荷瘤小鼠的肿瘤生长。（3）聚集诱导发光特性的带正电的AIE分子（SSNB）用于检测端粒酶活性以及端粒酶响应光动力治疗。当细胞中含有端粒酶时,端粒酶引物扩增。SSNB随后与扩增后带负电的引物通过静电作用结合,荧光分子的分子内自由转动受限导致荧光增强。SSNB不仅可以检测不同类型癌细胞中端粒酶的活性,还可以基于细胞中端粒酶含量的不同区分癌细胞和正常细胞。此外,SSBN还可用于端粒酶响应高选择性和高效的光动力治疗。