在21世纪,癌症严重威胁着人类的健康。目前,除了手术治疗、放射治疗、化学治疗等肿瘤治疗手段外,临床上还没有更为普适的治疗方法。但是上述治疗方法创伤大、毒副作用强、靶向性差,因此开发新型肿瘤治疗方法已经迫在眉睫。光热治疗是近几十年才被提出的新兴治疗方案,由于给药简单、疗效显著、几乎无创伤、治疗后恢复快等优点,目前光热治疗已经成为研究热点。但目前临床中广泛使用的光热材料面临着光热转换效率低、光稳定性和生物相适性差、构建高效光疗试剂理论的缺乏等问题,严重阻碍光热疗法的发展。因此,开发具有高稳定性和光热转换效率的新型近红外光热材料,可以有效提高肿瘤的治疗效率。本课题选择氮杂二吡咯甲川类染料（aza-BODIPY）（拥有良好稳定性、化学结构易修饰和较强的红外吸收等优势）作为研究对象,利用分子内光致电子转移和荧光共振能量转移机理机理,设计并合成了一系列具有优异光热效果的近红外光疗试剂。本论文的主要研究内容如下:1、基于分子内光致电子转移和共振能量转移机理的光热试剂的设计、合成及其生物应用根据已有研究工作证明,分子内光致电子转移对于提高分子的光热转换性能起到重要作用。利用分子内光致电子转移机理,向aza-BODIPY骨架中引入二甲胺基,制备的光热试剂A-1具有分子内光致电子转移性质。利用荧光共振能量转移机理,通过点击反应,将电子给体A-2和电子受体A-1连接得到光热试剂PTT-A。在超低功率的光照射下,PTT-A表现出高的能量利用效率和光热转换性能。利用聚合物DSPE-m PEG₅₀₀₀包覆的方法,得到的PTT-A NPs表现出良好的水溶性和生物相适性。通过细胞实验证明,PTT-A NPs具有低的生物毒性,并且在超低功率的近红外光源照射下,其表现出高效的光热治疗效果。2、pH响应的光热试剂的设计合成及其光热性能研究我们选用aza-BODIPY为染料母体合成pH探针B₅,其最大吸收波长和最大发射波长都处于近红外区。其中,酚羟基作为pH的识别位点,用于快速响应周围环境的pH变化。在碱性环境下B₅上的酚羟基质子被夺去,通过改变分子内电荷转移效应（ICT）导致荧光减弱。随着环境酸化,B₅质子化导致荧光增强。基于此,B₅可以作为pH探针用于近红外荧光成像。ICT效应同样对B₅吸收光谱的强度有较大的影响,pH滴定实验显示,在pH依次增强的条件下,吸收主峰逐渐增强并显示出一定程度的红移。体外实验表明,在单一近红外光源激发下,B₅可以实现高效的光热治疗。