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在癌症早期诊疗中,对癌细胞中氧气含量的实时监控是非常重要的。光动力治疗通过在目标位置产生高毒性的单线态氧,而光热治疗则在近红外光的照射下将光能转换为热能,杀死癌细胞。这两种治疗方式对正常组织创伤小,疗效好,被认为是当前最具前景的癌症诊疗方式。磷光铱(Ⅲ)配合物是一类优异的磷光光敏剂,广泛应用于肿瘤的乏氧检测和光动力治疗。因此,我们基于铱(Ⅲ)配合物,设计了可同时用于乏氧成像和光动力治疗的超支化荧光/磷光共轭聚合物纳米粒子,以及可实现光动力/光热联合治疗的超支化共轭聚合物纳米粒子,并对两个体系的治疗效果进行了详细研究。论文的研究内容如下:(1)我们设计制备了一种以铱(Ⅲ)配合物为核心的表面带负电的超支化荧光/磷光共轭聚合物纳米粒子(Ir-HPC/PSMA NPs),测试表明纳米粒子的粒径为22 nm,表面Zeta电位约为-25.86 mV,并评估了其氧传感性能和单线态氧量子效率。利用聚芴单元和铱(Ⅲ)配合物单元之间不完全的能量传递,实现了比率法对氧气含量的准确测量。此外,随着氧气含量从100%降低到0%,纳米粒子的红光磷光寿命从0.45μs增加到1.1μs。更重要的是,Ir-HPC/PSMA NPs可在水相体系中有效地产生单线态氧,其单线态氧量子效率高达0.52。结果表明,Ir-HPC/PSMA NPs在水溶液中具有优异的氧传感性能和较高的单线态氧量子效率。(2)超支化荧光/磷光共轭聚合物纳米粒子(Ir-HPC/PSMA NPs)应用于磷光寿命成像和时间门成像,并能有效消除活体细胞内背景荧光的干扰,显著增强检测和成像的信噪比。随着氧气含量从21%降低到2.5%,纳米粒子的红光磷光发射明显增强,磷光发光寿命也从172 ns提高至215 ns。细胞MTT暗毒性测试表明,Ir-HPC/PSMA NPs的细胞暗毒性低,在纳米粒子浓度达到20μg/mL时,细胞依然有80%以上的存活率。而光照条件下,细胞存活率则出现显著下降,证明Ir-HPC/PSMA NPs在光照条件下能产生单线态氧,对细胞产生高毒性。最后借助共聚焦激光扫描显微镜成像引导,成功实现了针对癌细胞的光动力治疗。(3)设计合成了一种新型氮杂二吡咯甲川类材料,并将其引入共轭聚合物Ir-HPC中,制备出一种能同时实现光动力治疗和光热治疗的新型共轭聚合物纳米粒子(Ir-HPC-DP/PSMA NPs)。测试表明纳米粒子的平均粒径为36 nm,且在水溶液中具有良好的光热效果,6分钟后Ir-HPC-DP/PSMA NPs水溶液就从初始的28.5 ~oC上升至39.2 ~oC。随后在肺腺癌细胞A549中进行活性氧检测和细胞凋亡实验,证实这是一种同时具有光动力治疗效果和光热治疗效果的纳米粒子,且光动力/光热联合治疗效果要优于单一治疗效果。