本论文围绕共轭聚合物的设计、合成及其在细胞成像和基因调控中的应用,开展了以下几个方面的研究工作:　　 1.合成了一系列寡聚噻吩并筛选出了一个多功能五噻吩寡聚物(5T),研究发现5T同时具有细胞成像和抗癌能力。5T可以选择性地靶向线粒体进行线粒体成像并通过JNK通路的激活有效地诱导细胞凋亡。此外5T还可以和苯丁酸氮芥形成静电复合物。静电复合物在水中形成了直径≤50nm的纳米颗粒。静电复合物的形成可以显著提高(2-9倍)5T和苯丁酸氮芥的抗癌活性。因此5T是一个同时具有光学监测和线粒体靶向杀灭癌细胞能力的多功能体系。　　 2.合成了三个聚噻吩衍生物(P1,P2,P3),研究发现这三种聚合物体外在光照下可以产生活性氧(ROS),进而光诱导超螺旋的DNA解旋。进一步研究发现,这种DNA超螺旋的解旋直接和蛋白的表达相关。聚合物用于基因调控进一步扩展了荧光团辅助的激光光致失活(FALI)的应用范围,同时为聚合物增添了新的功能。　　 3.系统研究了树枝状聚芴(PF-D)在基因运载和光敏化基因失活方面的应用。研究发现,PF-D可以将表达绿色荧光蛋白的pCX-EGFP转运到细胞中进行表达同时可以通过控制光源的光照强度和时间实现对基因表达的调控。由于共轭聚合物和GFP本身的荧光特性又可以进行运载和调控过程的实时监控。因此,本研究提供了一个多功能的既可以成像,又可以充当载体和基因调控光敏剂的新的共轭聚合物体系。　　 4.研究了正电荷水溶性聚噻吩PMNT在无血清培养基状态下对小鼠原成骨细胞MC3T3细胞生长的促进作用。流式细胞研究发现PMNT可以显著改变细胞的周期,使周期提前和促进细胞分裂。同时PMNT对MC3T3不表现细胞毒性,而且具有细胞成像能力。这种多功能的既能进行光学监测又可以促进成骨细胞生长的聚合物分子,在生物学和医学上都有着广泛的潜在用途。　　 5.合成了一种新型的S带红移到600nm的水溶性高共轭四苊并卟啉(TATMPyP)。TATMPyP在600-800nm区域内的强吸收符合理想光敏剂的要求,并有可能成为一种新型的卟啉类光敏剂。MTT研究发现,TATMPyP暗处对癌细胞不表现毒性,可一旦处于光照的环境中,TATMPyP表现出有效的癌细胞杀伤能力,其IC50可以达到0.2μM。然而和绝大多数光敏剂不同,TATMPyP产生活性氧而不是单线态氧杀伤癌细胞。TATMPyP由于在医疗窗口的强吸收,高的光毒性,低的暗毒性和光剂量(1.2J/cm2),在光动力治疗领域有着广泛的应用前景。