细菌的感染导致的疾病愈来愈多,传统的抗生素治疗容易引起细菌的耐药性,而光动力学抗菌技术（aPDI）具有不侵入,危害性小以及不产生耐药性等特点,在生物医学、环境科学和材料化学等领域已经成为重要的治疗手段。光动力学治疗的三要素是光敏剂,氧气和光源,而光响应的光敏剂在环境和生物医药领域有重要运用前景。氟硼吡咯（BODIPY）类光敏剂由于其具有高荧光量子产率,高摩尔消光系数,良好的光稳定性以及易于修饰等特点,成为研究热点。脂肪酶在肿瘤和细菌中高表达,脂肪酶识别的染料具有细菌选择性的特点。通过引入脂肪酶识别的官能团,对BODIPY结构进行修饰可望获得细菌识别的光敏剂,研究光敏剂的超分子自组装方法能获得性能优异的BODIPY纳米荧光染料,从而运用于光动力学抗菌和离子荧光探针。本论文介绍了BODIPY衍生物在光动力学抗菌、生物分子和重金属离子检测以及光生酸剂领域的研究进展。设计并合成了八个新型BODIPY衍生物及一个纳米复合物,通过核磁（NMR）、质谱（MS）、紫外光谱（UV-vis）、荧光光谱以及扫描电镜（SEM）等方法对其结构进行了表征,深入探索了该系列BODIPY衍生物的光诱导抗菌作用和对金属离子的识别等。主要创新结果如下:（1）将抗菌活性基团与光敏剂BODIPY偶联,合成了五个新型BODIPY染料（BDP-1^BDP-5）,并进行了脂肪酶亲和力和抗菌性能的测定。发现金刚烷偶联的BODIPY（BDP-2）显示出较强的脂肪酶亲和力,并对大肠杆菌（E.coli）具有较高的抑制活性。通过将BDP-2溴化、与DSPE-mPEG自组装形成水溶性BDP2-Br₂@mPEG纳米颗粒,该纳米颗粒对哺乳细胞的毒性较低,在可见光诱导下能够快速灭活大肠杆菌。实验表明BDP2-Br₂@mPEG在光照下产生活性氧,破坏细菌的细胞膜,是一种新型的光激活可持续抗菌材料。（2）优化了BDP-1的合成步骤,大幅提高了BDP-1的合成产率。光谱表征发现,BDP-1在508 nm处有最大发射,且荧光发射对Cu²⁺具有特异性响应。研究了BDP-1与Cu²⁺的结合作用,质谱数据显示BDP-1与铜离子形成[CuCl₂-（BDP-1）₂]·OH^-配合物,淬灭BDP-1的荧光。此外,BDP-1可用于小鼠血清中的Cu²⁺含量的检测,其线性检测范围为0.45μM-27.71μM。结果表明,BDP-1有望成为一种检测生物血清中重金属Cu²⁺含量的荧光探针。（3）合成了两个对硝基苯磺酸酯BODIPY衍生物（BDP-S和BDP-S2）,深入研究了其光诱导荧光变化、产酸性质以及对大肠杆菌的抑制作用。发现BDP-S在LED光照下,产生酸性物质,降低了溶液pH值,是一类疏水性质子供体。光诱导抗菌结果表明BDP-S对大肠杆菌的生长具有较高的抑制作用。此外,BDP-S与极性溶剂之间存在溶剂化作用,在乙酸乙酯（EA）和四氢呋喃（THF）中显示荧光开启（turn-on）。我们的研究结果表明,BDP-S是一类非常有前景的光酸灭菌剂,并且可用于常见极性溶剂的辨识区分。