本论文设计、合成了一系列末端带有寡聚乙二醇(OEG)侧链的水溶性阳离子聚对苯撑乙烯(PPV)，研究了它们在病原菌快速可视区分、细胞凋亡检测以及病原菌的选择性识别、成像与杀伤中的应用。除此之外，利用水溶性阳离子聚芴衍生物实现了抗生素的高通量筛选和肿瘤细胞的多模式杀伤。最后，初步探索了启动子部位i-motif结构在基因调控中的作用，主要研究内容如下:　　 1.设计合成了正电荷密度较小且末端带有OEG侧链的水溶性阳离子聚合物PPV-2。利用阳离子聚合物PPV-2和聚芴苯PFP之间发生荧光共振能量转移(FRET)的性质，实现了白色念珠菌（真菌）和大肠杆菌（细菌）的快速可视区分。结合聚合酶链式反应(PCR)，进一步实现了具有重要临床意义白色念珠菌的特异性检测。　　 2.设计合成了正电荷密度较大且末端带有OEG侧链的水溶性阳离子聚合物PPV-1。利用PPV-1特异性结合凋亡细胞的性质，发展了细胞凋亡检测的新方法，该方法简单、快速且无需荧光标记。实验研究表明，该荧光探针与生物学中常用的商业化检测仪器，如荧光共聚焦显微镜和流式细胞仪，具有良好的兼容性，表明了其在生物学研究中的实用性。　　 3.基于PPV-1与病原菌结合而不与正常细胞结合的性质，发展了一种在细胞与细菌的混合体系中选择性识别、成像与杀伤病原菌的多功能体系。病原菌的特异性成像主要得益于PPV-1的自发光性质，而病原菌的选择性杀伤主要是由PPV-1在白光照射下敏化产生的活性氧物种(ROS)所介导的。据我们所知，这是首次报道的集选择性识别、成像以及杀伤于一个简单分子的体系，在抗菌医疗器械和抗菌涂料等方面表现出了潜在应用价值。　　 4.基于PFP与荧光素组成的FRET体系发展了一种抗菌敏感性评价和抗生素筛选的新方法。多负电荷病原菌的加入可以竞争性地移走单负电荷的荧光素，进而破坏能量转移。由于这一变化与病原菌的数量呈正比，因而可以定量反映出在抗生素存在条件下病原菌的生长情况。该方法具有简便、快速以及可视等优点，同时可以给出任意抑菌率时的药物浓度。通过与酶标仪联用，该方法可以实现抗生素的高通量筛选，在新药开发以及床边医疗等方面表现出了潜在应用价值。　　 5.发展了一种基于微生物的新型药物载体用于肿瘤细胞的多模式杀伤。微生物毒素胶囊的制备是通过组装荧光共聚物和携带有毒素表达质粒的非致病性大肠杆菌而实现的。借助于荧光共聚物和多粘菌素B(PLB)的协同释放效应，细胞毒素可以从细菌载体内大量释放并且引发程序化细胞死亡。除此之外，包覆有荧光共聚物的细菌载体还可以用于光介导的细胞杀伤，这主要归因于其高效敏化产生ROS的能力。该体系具有可控担载、增强缓释、高效杀伤以及时空可控等优点，为肿瘤治疗研究提供了新思路。　　 6.初步探索了mRNA5UTR处i-motif结构在基因调控中的作用。在本研究中，我们首次表明了mRNA5UTR处i-motif结构的形成可以抑制蛋白表达，并且抑制效应随着CCC(C3)重复次数的增加而越发明显。该研究工作提供了一个重要线索，即i-motif结构很有可能是一种在后转录水平上调控蛋白表达的重要生物学元件，这对于理解其在体内的生物学效应具有重要帮助。