聚集诱导发光(Aggregation-Induced Emission,AIE)是一种与染料分子聚集态相关的独特光物理现象。具有AIE特性的分子能够不受到传统荧光分子所面临的聚集荧光猝灭(Aggregation-Caused Quenching,ACQ)的困扰,在分散态不发光,只有形成聚集态才发光。此概念从2001年提出到现在经历了非常迅猛的发展,探究AIE的发光机理、设计合成各种新型AIE分子应用于各领域是当前的研究热点。根据AIE的发光机理,种类繁多的AIE探针被设计出来,它们在检测过程中有更低的背景和更强的荧光信号。同时,未响应的AIE探针无需洗涤,可以节省操作时间。检测过程中形成的AIE聚集体具有良好的光稳定性和抗光漂白特性,可以对检测对象进行长时间的示踪与监测。然而令人遗憾的是,目前已有的AIE分子大多尚存在激发/发射波长短的缺陷,限制了其在生物检测领域的广泛应用。基于此,本文首先设计合成了一种新型双光子激发/近红外发光的AIE染料分子,成功的应用于细胞内锌离子的荧光成像检测研究。此外,本文还合成了新的AIE光敏剂分子,并系统的研究了其光敏性质,以期为肿瘤的高效光动力治疗提供一种全新的路径。具体开展了以下两个方面的研究内容:1、新型双光子激发/近红外发光的AIE探针用于细胞内锌离子的荧光成像检测研究基于经典的AIE分子四苯基乙烯(TPE),设计合成了新型锌离子荧光探针——TPE-QB,并利用双光子显微镜实现了HeLa细胞内锌离子的荧光成像检测。该AIE探针分子具有良好的水溶性,在水溶液体系中,TPE-QB的荧光非常微弱。当体系中加入锌离子后,强烈的红色荧光能够被观察到,这是由于分子内的席夫碱基团可以与锌离子特异性络合使TPE-QB分子发生聚集,从而产生AIE效应。该TPE-QB分子对锌离子具有很高的灵敏度和选择性。2、新型AIE光敏剂的制备和研究首先根据AIE光敏剂分子的设计原理,通过延长AIE分子的共轭结构和增强分子内的推拉电子效应,设计合成了一系列光敏效率很高的AIE光敏剂,并考察了这些光敏剂分子在细胞内产生单线态氧的能力及对细胞的杀伤效果。此外,考虑到传统光动力疗法一直以来都受到激发光穿透深度问题的困扰,本章将化学发光分子与优选的AIE光敏剂分子相偶联,合成化学发光驱动型光敏剂分子,以期为肿瘤的光动力治疗提供一种新的思路和方向。