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本论文设计合成了一系列新型水溶性共轭聚合物，研究了其在基因检测、细胞成像和生物功能调控等方面的应用，主要研究内容如下: 1.设计合成了一种以芴和苯撑乙烯为骨架的水溶性阳离子共轭聚合物PFV。PFV的荧光发射光谱与DNA嵌入染料EB的吸收光谱有着良好的重叠，且PFV的柔性主链优化了其到EB能量转移的极化取向，因此PFV到EB可发生有效的能量转移。利用这一性质，实现了快速、灵敏和免标记的DNA检测。 2.探索了水溶性聚芴衍生物PFP与细胞的相互作用及其荧光特性。研究表明，PFP对细胞周期具有调节作用，且光辐照可以显著增强细胞内PFP的荧光发射。PFP这一快速光响应能力有望在细胞成像领域获得新的应用。 3.设计合成了Lapatinib修饰的水溶性共轭聚合物PTL。利用Lapatinib对细胞膜跨膜蛋白EGFR家族胞内段的靶向作用，实现了对活细胞细胞膜的稳定成像。该体系为水溶性共轭聚合物在靶向成像的研究提供了新的分子工具。 4.设计合成了Tamoxifen(TAM)修饰的PTD及TAM和卟啉修饰的PTDP。PTD可通过TAM靶向细胞内的信号通路蛋白（雌激素受体），下调相关基因的表达，从而实现对肿瘤细胞的增殖抑制。此外，利用共轭聚合物骨架可以敏化氧气产生活性氧物种(ROS)的性质，PTD可选择性的靶向失活雌激素受体，进一步实现了对雌激素受体阳性肿瘤细胞的杀伤。PTDP可通过骨架到卟啉的能量转移，提高敏化生成ROS的能力，更有效的实现了对靶细胞的光动力杀伤。同时共轭聚合物可实现细胞中的荧光示踪。该多功能共轭聚合物在靶向光动力治疗的表现出良好的前景。 5.发展了一种基于共轭聚合物的光操作技术用于克服肿瘤细胞的耐药性。利用嵌膜寡聚苯撑乙烯OPV作为光敏剂，光照下改变细胞膜的通透性，提高了耐药肿瘤细胞对现有临床抗癌药物的摄取能力，从而恢复了耐药肿瘤细胞对药物的敏感性。等温滴定微量量热法分析结果表明，OPV和抗癌药物的相互作用在药物进入耐药肿瘤细胞的过程中起着重要作用。该方法具有非侵入式和高时空分辨率的特点，为克服肿瘤细胞耐药性提供了新策略。 6.利用细胞表面修饰及生物素/亲和素的特异性结合，人工构建了多细胞的组装体，实现了接触依赖的细胞间通讯。在此基础上，将聚噻吩衍生物PTP引入到该组装体系中，利用光照PTP敏化氧气生成的ROS，实现了非侵入性的胞间通讯实时调控。该方法为研究肿瘤的免疫治疗及构建功能可控的多细胞组装体提供了新思路。 7.利用5-AMP/Gd3+网状微纳结构包覆了黄嘌呤氧化酶抑制剂前药纳米粒子(FBST-PP)和尿酸氧化酶，构建了具有智能响应能力的药物释放体系。该体系中尿酸氧化酶能智能响应环境中的尿酸，将其氧化代谢并产生过氧化氢，从而激活FBST-PP，实现黄嘌呤氧化酶抑制剂的释放和尿酸生成的调节。该响应性药物释放体系为高血尿酸症的治疗提供了新思路。