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本论文围绕以DNA为模板的新型共轭聚合物材料的合成以及水溶性共轭聚合物在细胞成像和生物传感中的应用，开展了以下几个方面的研究：
1．以鲑鱼精DNA为模板利用原位聚合的方法制备了一种新型的具有荧光性质的DNA杂化水凝胶。设计合成了正电荷的聚对苯撑乙烯的硫盐前体SP-PPV，并利用静电作用与DNA形成静电复合物DNA/SP-PPV，DNA/SP-PPV在碱催化下原位聚合形成具有荧光性质的杂化水凝胶。由于DNA和共轭聚合物的相互作用，这种杂化的水凝胶具有一些不同于天然DNA和单一聚合物的性质。通过调节聚合物单体和DNA的投料比例，可以调节水凝胶的光学性质和吸涨性质。由于DNA和共轭聚合物的协同作用，水凝胶对DNA消化酶、高温和超声都表现出很好的稳定性。利用水凝胶的荧光性质实现了降压药物在不同pH条件释放过程的监测。
2．以鲑鱼精DNA为模板利用原位氧化聚合的方法成功合成了一种新型的P(EDOT-N)-DNA复合材料。设计合成了带正电荷的3，4-二氧乙基噻吩衍生物，并与负电荷DNA相互作用形成静电复合物，静电复合物在氧化剂过硫酸铵的催化下原位聚合合成了P(EDOT-N)-DNA复合材料。荧光显微镜和扫描电子显微镜表明P(EDOT-N)-DNA复合材料是一种具有高比表面积的多孔材料。电化学研究表明，这种多孔材料具有超电容性质和良好的充放电可逆性。P(EDOT-N)-DNA复合材料良好的生物相容性说明该材料是一种环境友好的电极材料，因此可以用于构建生物环境下的储能器件。
3．设计合成了一种新型的两亲聚噻吩衍生物PT-Boc。聚合物在水中形成微纳米颗粒，具有良好的光稳定性，并且对A549细胞没有毒性，可以作为细胞成像染料。顺铂通过螯合作用连接到聚噻吩侧链上合成PT-Pt，并用于顺铂在细胞内分布的研究。由于很多生物活性分子都可以和聚合物侧链的氨基反应，所以氨基修饰的聚噻吩可以作为药物和生物活性分子检测和细胞定位的荧光平台。
4．设计合成了疏水性寡聚芴OF。用十分简单的沉淀法制备了在水相中均匀分散的OF颗粒，颗粒大小在50-200nm。OF的水溶液具有高摩尔吸光系数，高荧光量子产率和低细胞毒性的特点。细胞成像研究表明，OF纳米颗粒主要分布在溶酶体中。通过对OF共轭主链的调节或者利用与其它π共轭体系共沉淀的方法可以调节纳米粒子的颜色，基于OF的纳米颗粒有望成为一种新型具有不同发射波长范围的溶酶体染料。
5．设计了基于水溶性聚噻吩的β-葡萄糖苷酸酶的检测体系。聚噻吩主链与β-葡萄糖苷酸酶底物之间的连接链具有级联断裂功能，并且连接链中包含有能淬灭聚合物荧光的硝基苯衍生物。在β-葡萄糖苷酸酶与底物作用前，由于硝基苯衍生物与聚合物的距离足够近，能够通过电子转移淬灭聚合物的荧光；当β-葡萄糖苷酸酶水解断裂糖苷键后，引发连接链的级联断裂，使得硝基苯衍生物远离聚合物，此时聚合物荧光恢复。通过聚合物荧光光谱的变化即可实现对β-葡萄糖苷酸酶活性的检测。与基于“底物-聚合物静电复合物”的酶检测体系相比，该检测体系对溶液中的离子强度和表面活性剂等条件具有很好的稳定性。