金属铱配合物因其优良的光稳定性、磷光寿命长、量子产率高和广泛可调的吸收和磷光光谱,以及独特的重原子效应。在光学成像和光动力学治疗等生物医学领域受到了广泛的关注。由于传统铱配合物的吸收峰集中于可见光区(350~500nm),在组织中穿透深度差,使铱配合物的应用主要局限于细胞层次。因此,我们想找到一种能够解决短波激发弊端的方法,并能够广泛地将铱配合物的光学成像在活体中实现。近年来,切伦科夫成像(CLI)作为一种放射性核素自发的光学成像方式,已经广泛地应用于活体肿瘤成像,活体生物分布等研究中。但由于切伦科夫发光亮度较弱,产生的发射光主要集中于蓝紫光区,因此人们设计将放射性同位素与发光纳米材料结合,利用同位素的切伦科夫辐射通过切伦科夫能量转移(CRET)激发纳米材料产生荧光,被称为辐射发光(REFI)。这种辐射发光不仅能够增强单一核素存在下的切伦科夫发光强度,也能够实现整个体系的发射光谱随发光材料可调,从而实现更深的组织穿透深度。除此之外,余辉成像是另一种新的解决方案。由于余辉发光是指移除激发光源后的延迟发光,它规避了实时激发的特点,是更高信噪比的成像方式。本文通过将铱配合物包裹成纳米粒子,探究了其在辐射发光成像以及长磷光余辉成像中的性质,并将其应用于活体光学成像当中,具体研究工作内容如下:第一部分通过脂质体包裹的方法制备金属铱配合物纳米粒子(Ir@liposome),并选用医用同位素18F-FDG研究它们的辐射发光性质。通过覆盖不同厚度的组织,在体外比较了荧光成像(FMI)、切伦科夫成像(CLI)以及辐射发光成像(REFI)随组织厚度增加的光学信号强度以及穿透深度。在小鼠模型中也对比了三种成像方式下肿瘤的光学信号强度以及肿瘤与肌肉区域的信号比值。通过18F-FDG内源性激发的方式,金属铱配合物纳米粒子实现了更深的组织穿透深度以及更高的信噪比。由于这种成像方式操作简单,能够广泛应用,使更多铱配合物的实现高信噪比的光学成像。第二部分我们选用了相同的C^N配体,改变N^N配体合成了三种铱配合物。其N^N配体分别为邻菲罗啉、具有重原子和吸电子基团的3,8-二溴邻菲罗啉以及供电子基的噻吩邻菲罗啉,在溶液层次研究了它们的长磷光性质。经过性质比较筛选后,将长磷光强度最强的3,8-二溴邻菲罗啉改善水溶性制备成纳米粒子。在小鼠背部皮下进行成像,与荧光成像对比,呈现出更高的信噪比。