荧光寿命成像凭借其有效时间特征分辨、可直接获得被测荧光团的定位和结合位点以及异质性等优势,被广泛应用于细胞生物学、生物物理学和生物医学等领域。而纯有机热延迟荧光（Thermally activated delayed fluorescence,TADF）分子凭借其100%外量子效率、秒级荧光寿命发射以及较低的细胞毒性在众多发光材料中脱颖而出,成为优异的荧光寿命成像材料。但是TADF分子具有较严重的三线态-三线态湮灭（Triplet-triplet annihilation,TTA）缺陷,直接应用时无法实现其优异的发光特性,严重限制了材料的应用范围,因此解决TADF分子在这方面应用问题具有很重要的意义。本论文设计并合成了一系列D-A-D型高效TADF分子,并首次提出一种新型“主客体共掺杂、再共沉淀”的纳米颗粒制备方法,利用该方法可以有效的削弱TADF分子的TTA缺陷,在很大程度上提高纳米颗粒的稳定性,实现优异的寿命成像及光动力疗效。具体研究内容如下:1)设计并合成了一系列以蒽醌为中心的D-A-D型红光TADF分子:A1、A2、A3、A4（A1为已知分子）。通过表征发现由于A3分子结构的对称性以及刚性较大TPE结构的加入,使得A3分子具有最大的发射波长（613 nm）、最小的ΔEST值（0.03 e V）以及最好的热稳定性（热分解温度530 oC）,是该系列的目标分子中性能最优的TADF分子。2)选取分子A3进行荧光寿命成像及光动力治疗应用:首次使用一种新型“主客体共掺杂,再共沉淀”的纳米颗粒制备方法,该方法可以很大程度上削减TADF分子的TTA缺陷。通过对所得纳米颗粒进行表征,发现纳米颗粒A3（CBP）NPs的具有最大的荧光强度、最好的颗粒形貌以及稳定性,并且在进入胞内后,荧光寿命仅衰减了0.4倍,1O2产率达到28%,实现了优异的寿命成像及光动力治疗疗效。结果表明应用该方法制备TADF纳米颗粒,可有效的提高纳米颗粒的稳定性,进一步扩大了TADF分子的应用范围。3)该论文中在分子A3上进行修饰卤素重原子Br和I,并利用与A3（CBP）NPs相同的方法和比例进行制备纳米颗粒得到颗粒2Br A3NPs、2IA3NPs:通过表征发现纳米颗粒2Br A3NPs具有较强的荧光发射、163μs的荧光寿命以及高达62.5%的1O2产率,性能远超过A3（CBP）NPs纳米颗粒。结果表明匹配卤素重原子的加入可有效的加强电子的自旋轨道耦合作用,实现更优异的光动力疗效及时间分辨成像效果。