作为一种新兴的诊疗方式,近红外荧光成像引导的肿瘤光动力治疗(PDT)和光热治疗(PTT)正在广泛吸引着大家的关注。由于良好的生物相容性、丰富的结构和性质变化等优点,有机发光纳米组装体逐渐成为光学诊疗试剂的理想选择。但是,目前的具有较短吸收和发射波长的光学诊疗试剂面临着穿透深度低、光动力和光热效果差、成像效果不理想以及化学或光稳定性差等问题,开发稳定的、具有长波长吸收和发射的、优异光热和光动力性能的诊疗试剂就显得至关重要。氟硼二吡咯(BODIPY)染料含有刚性的共轭骨架结构,在具有优异的光学性质的同时还表现出良好的结构稳定性。BODIPY丰富的结构变化为其光物理性质带Taxaceae: Site of biosynthesis来了极大的可调性。我们希望在BODIPY分子刚性骨架上引入不同的基团来调整其光物理化学性质,并结合两亲性聚多肽构建生物相容性的纳米粒子来克服染料的疏水性,实现优异的肿瘤成像和治疗效果。在论文的第二章中,我们通过在BODIPY骨架中引入吡咯和碘原子取代,成功合成了两种带有活性基团的有机近红外BODIPY衍生物。NO2-BDPI在溶液中与硫化氢反应后可转化为NH2-BDPI并带来明显的颜色变化。两种染料都展示强烈的近红外吸收(650PD-0332991体内-750 nm)以及优异的单线态氧产生能力(NO2-BDPI:ΦΔ=0.629;NH2-BDPI:ΦΔ=0.688)。在与两亲性聚多肽组装形成纳米颗粒以后,获得的NH2-BDPI纳米光敏剂表现出良好的水分散性和稳定性。在细胞实验中,我们观察到NH2-BDPI纳米颗粒可以很好地被细胞摄取,并在光照下高效地产生氧化压力造成细胞杀伤。在低的剂量(0.24 μM)和弱的激光功率下(660 nm,10 mW/cm2)下,NH2-BDPI纳米粒子对4T1和HeLa细胞展示出卓越的光动力治疗效果。在静脉注射NH2-BDPI纳米粒子到小鼠体内以后,纳米颗粒可以通过增强的渗透和保留(EPR)效应被动靶向到肿瘤区域,并在40mW/cm2的660nm近红外光下表现出高效的肿瘤抑制和消融。近红外一区(650-900 nm)的荧光成像已经被广泛地研究和应用,但是由于组织强烈的散射和自发荧光对信号的干扰,它们的成像效果是不理想的。而近红外二区的荧光(1000-1700nm)可以有效地减弱组织散射和自发荧光的干扰,提升成像的穿透深度和分辨率。在第三章的工作中,我们通过简便的步骤和经济的底物合成了一种具有近红外二区发射的的aza-BODIPY染料(TAB)。随后,我们在TAB分子2,6位置上引入了卤素原子(Br,I)来提升分子单线态氧产生能力。由于2,6位置分子体积的增大,TAB-2Br和TAB-2I分子表现出更加扭曲的分子结构以及更大的斯托克斯位移(300 nm左右)。在将TABs和两亲性聚多肽共组装以后,获得的P-TAB、P-TAB-2Br和P-TAB-2I纳米粒子表现出显著的光热转换效率(超过40%)以及优异的光漂白、热和H2O2耐受性。在808nm激光照射下,三种纳米粒子都成功地在体内实现了肿瘤的荧光成像,并且P-TAB-2I在细胞内仍然表现出明显的ROS产生能力。在体内实验中,我们使用P-TAB-2I纳米粒子成功实现了近红外二区荧光成像引导的光热和光动力协同治疗。在第三章工作的基础上,我们希望继续延长染料的吸收波长来实现更长激发光下的光热治疗。相比于延长分子的共轭结构,塑造分子J聚集的产生是一种更加简便和巧妙的方式。而调整立体阻碍和共轭相互作用之间的平衡是诱导分子J聚集的有效方法。在这里,我们在三苯胺取代的aza-BODIPY分子中大的位阻基础上引入噻吩基团来增强共轭效应,成功获得了具有J聚集行为的染料分子。在水和四氢呋喃混合溶剂中,形成的J聚集体具有有序的堆叠结构以及更长的吸收(λmax=939 nm)和发射(λmax=1039 nm)波长。在与聚合物组装以后,获得的J聚集纳米粒子(J-NPs)表现出可观的光热转换效率(η=35.6%)以及良好的光漂白、热和过氧化氢耐受性。体外和体内实验表明,J-NPs具有优异的NIR-Ⅱ荧光成像能力以及9selleck合成15 nm(1 W/cm2)光照下肿瘤消融效果。在全篇论文中,我们通过染料化学结构的修饰或者聚集行为的调整不断地诱导BODIPY染料吸收和发射波长的红移,获得了一系列具有近红外发光的纳米粒子用于肿瘤的成像和治疗,提升它们在成像和治疗中的表现,拓展了 BODIPY染料在肿瘤荧光成像和光治疗中的应用。