BODIPY类染料具有许多好的光物理特性,例如高的摩尔消光系数、高的荧光量子产率、光稳定性好、结构易功能化。所以BODIPY类染料被广泛应用于试剂标签、荧光开关、荧光探针、生物成像等。近年来,把荧光探针运用到生物成像中,并检测生物体系中分析物的存在,引起越来越多科学家的关注。同时,位于“生物窗口”范围(650-1000 nm)的荧光探针可以更好的运用到细胞成像中,成为大家追捧的对象。本论文研究了两类近红外荧光探针及一类红外荧光探针,并成功将探针运用到生物体系,测试了分析物的存在。取得的研究成果如下：在BODIPY染料母核的meso位引入2-喹啉噻吩基团,得到四个TBET能量转移盒子B7-B10。重点研究B7和B10的性质,结果表明两个探针能量转移的效率均高于99%,均能产生大的假-斯托克斯位移,甚至B10可以达到400 nm。探针B7的荧光发射峰位于绿光区,探针B10的荧光发射峰位于732 nm处已经进入近红外区,两个探针均能高效、选择性的检测三价铁离子,这是由于三价铁离子可以与能量给体2-喹啉噻吩基团结合,淬灭给体的激发态,从而阻止给体到受体的能量转移,导致荧光淬灭。同时,发现探针能够运用到生物体系,可以通过细胞成像的形式检测三价铁离子的存在。通过改变BODIPY染料的meso位的基团,设计合成四个探针B11-B14,并且探针的3,5-位引入2-(二苯基磷基)苯乙烯基团。当加入羟基自由基后,探针B11-B14被氧化,同时伴随着荧光强度增强。当加入其它ROS/RNS自由基时,探针B11-B14均不会引起溶液荧光增强。探针B11-B14的荧光发射峰均位于650nm处,处于近红外区域。探针B12能够运用到细胞成像中,检测羟基自由基的存在。设计合成铜二菲并吡咯亚甲基探针B18,可以用来特征检测硫化氢分子或者硫氢根离子。当加入硫氢根离子,探针B18中的铜原子脱落,从而得到自由配体二菲并吡咯亚甲基B17,荧光强度增强。解释这种现象的理由是硫氢根离子与铜原子容易结合形成硫化铜,且结合常数很大。探针B18和B17对细胞均没有毒性,并且可以用来检测细胞中的硫化氢分子。