本论文设计、合成了系列新型的光响应水溶性共轭聚合物，针对它们在细胞成像及抗菌、抗癌领域的应用开展了以下几方面的工作：　　 1．设计、合成了新型阴离子水溶性共轭聚噻吩和阳离子卟啉，并制备了它们的静电复合物。在白光照射条件下，聚噻吩到卟啉能够发生有效的能量转移，能量转移到光敏剂，经过系间窜越到三线态，进而敏化基态氧分子产生能量更高的单线态氧。能量转移可以提高光敏剂作为能量受体产生单线态氧的效率，所以复合物中卟啉产生的单线态氧效率高于卟啉单独存在时的效率。复合物含有的正电荷可以促使其和表面带负电荷的细菌紧密结合，进而在光照条件下产生单线态氧杀死细菌。此种抗菌的方法利用了共轭聚合物荧光放大效应和光敏剂在光照条件下产生单线态氧的性质，很好地实现了水溶性聚合物在光动力抗菌中的应用。　　 2．设计、合成了骨架为聚噻吩、侧链共价连接卟啉基团的阳离子水溶性共轭聚合物，在白光照射条件下实现了对真菌的高效杀伤。聚合物通过静电作用和疏水作用在真菌表面吸附组装，使聚合物在光照条件下产生的单线态氧与真菌细胞壁足够近，白光(400-800nm)激发聚合物时，能够发生聚噻吩骨架到侧链卟啉结构单元的有效能量转移，敏化环境周围基态氧分子产生能量更高的单线态氧，能够有效地破坏周围真菌细胞壁并抑制孢子的萌发，从而达到抗真菌的效果。由于光照时发生的高效能量转移能提高体系产生单线态氧的效率，所以对具有高抵抗能力的、不容易在动力抗菌化学疗法(PACT)过程中被损伤的真菌（如黑曲霉菌）具有很好的抗菌效果。　　 3．设计、合成了侧链含有多羧基的水溶性共轭聚合物PFT和PFTT，探索了水溶性共轭聚合物与细菌作用的原理及在光动力抗菌化学疗法(PACT)过程中的抗菌模式。负电荷的PFT和PFTT在白光照射下可以有效地产生单线态氧，但是不能够和表面带负电荷的细菌表面紧密结合，与细菌表面距离太远导致产生的单线态氧不具有杀菌的效果。这种结构-功能关系的模式有助于理解共轭聚合物与细菌的相互作用和共轭聚合物的抗菌模式，为设计基于水溶性共轭聚合物的的抗菌体系提供了依据。　　 4．构建了同时具有细胞成像和抗癌作用的共价连接卟啉基团的水溶性共轭聚噻吩体系。光激发聚合物时可以发生从噻吩主链到侧链卟啉的高效能量转移，使体系有效地产生单线态氧，从而对细胞产生有效的杀伤效果，同时通过聚合物在细胞中成像位置的不同可实现对活细胞以及凋亡或死亡细胞的有效区分。此外，为了减少非特异性的静电相互作用，提高抗癌的特异性，设计了电中性的、侧链含有叶酸基团的聚噻吩-卟啉体系，从而能够靶向叶酸受体过表达的癌细胞，实现光照条件下对癌细胞的选择性杀伤。这种结构-功能关系的模式有助于理解共轭聚合物与细胞的相互作用，为设计基于共轭聚合物的的抗癌与成像多功能体系提供了依据。　　 5．设计、合成了新型的具有良好捕获光能力的两性离子寡聚物，其在水溶液中具有与水溶性共轭聚合物类似的荧光信号放大效应。利用荧光共振能量转移(FRET)原理构建了DNA传感体系，并且通过在侧链上共价连接含有硝基的光敏基团得到了光响应寡聚芴，实现了光调控的DNA检测。