低氧是许多疾病产生的信号,例如癌症、心血管疾病、中风、阿兹海默病和帕金森病等,所以及时检测人体细胞和组织中氧气对癌症的诊断至关重要。基于磷光猝灭的比率式光学氧气传感器灵敏度高、选择性好、可逆性好以及检测时无需消耗氧气受到广大科研工作者的关注。光动力疗法(PDT)技术相比化学疗法具有副作用小、抗药性小和低毒性等优点,对癌症的治疗极具潜力。因此,发展具有光动力治疗效果的多功能氧气传感器具有重要的意义。超分子聚合物由小分子单体通过可逆的非共价键作用相连接共聚而成,其组份和功能可以通过单体结构的改变来调节,为构筑比率式光学氧气传感器提供了基础。本论文开展了以下三部分的研究:1、合成了具有双四重氢键的磷光化合物Por(Pt)-bisUPy和荧光化合物DPA-bisUPy,它们的结构通过核磁共振氢谱、核磁共振碳谱及高分辨质谱进行了表征,这两种化合物的光物理性质能较好满足构筑比率式氧气传感器的要求。2、通过核磁氢谱和粘度测试证明了化合物DPA-bisUPy和Por(Pt)-bisUPy在氯仿中可以形成超分子聚合物链;通过微乳液法制备了超分子聚合物纳米球NP1、NP2、NP3,通过SEM和TEM表征,表明这三种超分子聚合物纳米球具有规整的形貌与尺寸,粒径大约为60 nm左右;能量给体DPA-bisUPy与能量受体Por(Pt)-bisUPy之间存在高效的能量传递,进而显著提高氧气传感器的磷光量子效率;氧气猝灭研究结果表明该传感器对氧气具有高的灵敏度,达到了生物学测试的要求,它不仅是比率式还是比色式光学氧气传感器。3、超分子聚合物比率式纳米氧气传感器具有良好的光稳定性以及较好的生物相容性,可用于光动力治疗和细胞成像。