有机共轭分子是一类具有优异的光、热稳定性,强吸收能力并易于调控光学性质的半导体材料。现已被广泛用于半导体发光二极管、太阳能电池等光电转化材料。近年来这种分子也被研究者作为显影探针用于非侵入性的医学光学成像中。此外,有机共轭分子探针本身可实现多种成像及治疗效果且具备多功能化修饰便捷的特点。研究者们基于此开发出了一系列诊疗一体化纳米平台,实现了对肿瘤的精确成像和治疗。但是现有的有机共轭分子光学探针的精确度及病灶处的信号强度均不够理想,有待进一步加强。在本文中我们针对具有更大穿透深度、更高精准度、更高分辨率的近红外光声、荧光成像技术展开工作。本文从高分子结构的设计与激活响应性出发,开发了一种肿瘤部位特异性点亮的响应型探针,并通过调整配置新的电子供体和受体组合设计合成了一种具有强NIR-II光声信号的共轭聚合物,最后引入新型荧光增强共轭聚合物设计的思路开发了一种具有高NIR-II荧光成像能力的共轭分子影像探针。本工作的开展提高了光学成像探针在生物医学成像应用中的亮度、精准度和分辨率。具体的研究如下:1、“Turn-on”型光声诊疗探针的设计及诊疗一体化应用本工作基于可在肿瘤细胞内高表达的谷胱甘肽（GSH）环境中响应打断的聚合物（PDS）,设计了一种在肿瘤细胞中特异性增强光声信号及释放化疗药物的诊疗一体化平台。我们首先将有较强近红外光吸收的光声探针（PDI）接枝于两亲性主链可被GSH打断的多双硫键聚合物（PDS）上。利用亲疏水作用,我们将疏水化疗药物（阿霉素,DOX）包载入该体系,组成了光声/光热/化疗相结合的诊疗一体化平台。该探针在体内循环时较为稳定,一旦进入肿瘤细胞,与高还原性的GSH接触,该聚合物主链将在5 h内快速解离,高效精准释放出化疗药物的同时由于PDI分子的强烈的疏水作用发生自堆积增强了肿瘤处的光声信号。同时,由于PDI具有较为优异的光热效果,在细胞中,我们证明了光热-化疗协同的治疗效果明显优于单一治疗方法的效果。在活体实验中,我们也证明了该诊疗一体化平台具有优异的光热-化疗协同治疗效果。所以本工作利用肿瘤环境响应的光声探针包载化疗药物成功实现了肿瘤处特异性的光声信号增强及对肿瘤的化疗-光热疗协同治疗。2、NIR-II光声成像/光热治疗共轭聚合物探针的开发本研究通过在共轭聚合物中引入双受体策略降低了带隙,开发了一种双受体共轭聚合物用于增强1300 nm以上波长的光吸收能力。其中以苯并二噻二唑（BBTD）和二吡咯并吡咯（DPP）为双受体的共轭聚合物探针（SPNs3）的吸收峰红移到了1300 nm。作为理想的NIRII光声成像/光热治疗试剂,SPNs3在1064 nm处展现了高达60%的光热转化效率,并且在1280 nm处具有较强的光声信号。进一步地,我们在动物实验中,利用SPNs3实现了商业NIRII光声成像系统引导下的精准NIR-II光热治疗。就此,我们的工作通过引入双受体的策略成功设计出具有1300 nm吸收的强NIR-II光声信号的可用于商业NIR-II光声成像设备的共轭聚合物探针。3、高亮度NIR-II荧光成像的醌式聚合物的制备及生物应用我们开发了一种基于醌式共轭聚合物的NIR-II荧光探针。该探针可便捷的调控其分子内的电荷转移（ICT）强弱以提高NIR-II荧光信号的强度。区别于以往开发的通过调控供体-受体结构降低带隙的方法,醌式聚合物的共轭主链本身具有低带隙的特点。更有意思的是,调整醌式聚合物吸电子侧链可以在不影响聚合物低带隙特性的前提下,有效控制ICT来改变荧光特性。逐渐稀释吸电子基团,醌式聚合物的ICT也随之降低导致NIR-II荧光信号增强。其中,在1064长通滤光片下,性能最优异的探针（TT-3T CPs）的亮度是现有共轭聚合物探针的1.4倍以上。更进一步,我们在活体成像实验中证明了该探针成像的超高清晰度及精准性。本工作开创了一种方便有效的策略用于解决供体-受体结构聚合物中因为增强ICT效应引起的降低带隙及增强NIR-II荧光之间的矛盾,便捷地提高了NIR-II荧光探针的亮度。