细胞内的pH值在许多细胞生理过程中起着关键作用。正常生理条件下,细胞液中H+的浓度约为40 nm/L(7.40),变动在0.1-0.2个pH单位就可能导致生理功能紊乱,产生疾病如炎症、阿尔茨海默病、癌症等。研究表明,肿瘤的pH值低于正常组织的pH值。因此,可视化检测肿瘤pH,对实现肿瘤的准确检测和治疗是非常重要的。荧光成像具有如非入侵式、低能量非离子福射、高的灵敏度和选择性等多个优点,而广泛用于活体内pH检测。近红外荧光染料如的最大发射峰位于近红外区(650-900 nm),具有组织穿透深、散射弱并可以可以避免背景荧光的干扰,因此以近红外荧光染料为荧光团的pH探针非常适合用于肿瘤pH检测。本文首先合成七甲川菁染料母体,通过对中位氯的亲核取代反应,我们合成五例中位二元氨取代的以七甲川菁染料为母体的pH荧光探针。然在此基础上,探究其对肿瘤pH微环境检测的应用。基于设计合成的一系列不同的中位氨取代的七甲川菁染料,我们探究这些染料分子在不同pH溶液中的光谱性质,发现其吸收光谱、荧光光谱都随pH值的改变而产生明显的变化,说明可以用作pH探针。所合成的近红外荧光染料1a-5a中探针3a的pKa为6.4,很适合用于肿瘤早起检测和成像,故而筛选出探针3a继续探讨用于肿瘤的诊疗应用研究。由于探针分子3a的吸收光强度表现出明显的pH依赖,所以我们探究其在不同pH溶液中680 nm和760 nm处光声信号。结果表明,760 nm/680 nm光声信号比率表现出明显的pH依赖的光声信号变化性,在pH5.5-7.8范围内表现出很好的线性关系。同时探针分子3a生物组织模型光声成像中,探针分子3a在同一pH值溶液中穿透不同厚度猪肉组织时,其光声信号强度比例没有明显变化,说明可以实现准确的肿瘤微酸环境pH检测,说明探针分子3a是一个很好的光声pH成像探针。动物实验表明,探针分子3a有很好的光热治疗效果。总的来说,我们设计筛选出一例荧光-光声双模pH敏感成像探针,能够实现更准确的肿瘤微环境pH检测。同时,在荧光-光声成像的引导下,实现更准确的光热治疗。众所周知,近红外染料菁染料光稳定性差和水溶性差阻碍其在生物中的应用。针对近红外染料菁染料的缺陷,我们将合成的近红外pH探针包裹在三嵌段多肽聚合物PE G5000-PLL30-PLLeu40中。实验表明近红外探针CP包裹在多肽胶束后,稳定性有了显著提高。染料包裹前后的光漂白特性和光稳定性表明,仅仅光照60s后,游离的近红外探针CP的荧光几乎完全淬灭,可以非常明显地看出溶液的颜色已经完全褪去。而将染料包裹在纳米颗粒(DNPs),在高能量的光照之后,溶液的荧光强度仅仅下降了约25%,而溶液的褪色也几乎无法用肉眼观察到。这些现象再次证实了菁染料的光稳定性差,而包裹到纳米胶束中后,稳定性明显提高。总的来说,我们设计合成了一例pH响应型纳米探针,菁染料的稳定性和水溶性有明显提高,能够用来检测细胞内pH变化,在肿瘤早期诊断和成像有较好的应用前景。