目的:吲哚菁染料是一种近红外荧光染料,具有量子产率高、摩尔消光系数大、多共轭结构特征、信噪比高、光谱范围广、无放射性等优点,已应用于多个领域,尤其在生物医学领域,可用于基因探测、蛋白检测、肿瘤靶向治疗、光动力学治疗、荧光探针等方面。随着生物技术的发展,已合成的吲哚菁染料不论在性能上、还是在数量上均不能满足应用的需求。因此,研究开发性质优良的吲哚菁染料,对生物医学领域有着重要意义。本文设计合成一系列吲哚菁染料,在两端吲哚“N”原子上连接非离子亲水基团PEG长醚链,合成对称性五甲川吲哚菁染料,研究引入基团后对染料的合成方法、分离提纯、光学性质及生物应用的影响,期望得到合成简单、分离提纯容易、水溶性更好、光学性质更加优良的吲哚菁染料。方法:以对溴甲基苯甲酸、4-磺酸基苯肼、聚三乙二醇、对甲基苯磺酰氯等为原料,采用“半菁法”合成一种五甲川吲哚菁染料Cy5-668和一种三甲川吲哚菁染料,用C18正相硅胶分离柱分离提纯。以4-磺酸基苯肼、3-甲基-2-丁酮、聚三乙二醇、对甲基苯磺酰氯、3,5-二羟基苯甲酸甲酯等为原料,采用“一步法”合成两种对称性五甲川吲哚菁染料,用甲醇、乙醚重结晶分离提纯。用荧光分光光度计、紫外-可见分光光度计测定化合物的荧光发射光谱和紫外吸收光谱,用碘钨灯照射测染料的光稳定性曲线,测定两种染料Cy5-666-1和Cy5-668在不同pH环境下荧光光谱和紫外光谱的变化。对四种染料进行活化得到活化酯,用于标记牛血清蛋白,计算染料-蛋白标示率。用两种对称性五甲川吲哚菁染Cy5-666-1和Cy5-666-2对活细胞和固定细胞进行染色,观察染色后细胞在荧光显微镜下的成像。结果:合成了4种新型水溶性荧光染料及20余种中间体,经¹H NMR和MS表征确定为目标化合物。Cy5-666-1的最大吸收波长为653 nm,最大发射波长为666 nm,摩尔消光系数为1.5×10⁵/M^-1cm^-1,荧光量子产率为0.093;Cy5-666-2的最大吸收波长为649 nm,最大发射波长为666 nm,摩尔消光系数为1.4×10⁵/M^-1cm^-1,荧光量子产率为0.082;Cy5-668的最大吸收波长为647 nm,最大发射波长为668 nm,摩尔消光系数为1.4×10⁵/M^-1cm^-1,荧光量子产率为0.09;Cy3-569的最大吸收波长为554 nm,最大发射波长为569 nm,摩尔消光系数为0.9×10⁵/M^-1cm^-1,荧光量子产率为0.07。4种染料均具有良好的水溶性及较高的光稳定性,明显高于参比染料,稳定性次序依次为Cy3-569>C y5-666-1>Cy5-666-2>Cy5-668。不同pH环境下Cy5-666-1呈现不同的荧光强度,当pH值在7.2附近时,荧光强度最大,在强酸或者强碱条件下,荧光强度减弱。Cy5-668也呈现不同的荧光性能,在酸性及弱碱性条件下,荧光强度基本不变,在强碱条件下,荧光减弱,当pH值达到13时,染料荧光强度急剧下降。用四种染料的活化酯以不同摩尔比标记牛血清蛋白,当n（染料）:n（牛血清白蛋白）=5:1时,Cy5-666-1、Cy5-666-2、Cy5-668、Cy3-569对蛋白的标示率分别为1.35、1.26、1.13、1.16,当n（染料）:n（牛血清白蛋白）=10:1时,Cy5-666-1、Cy5-666-2、Cy5-668、Cy3-569对蛋白的标示率分别为1.89、1.76、1.59、1.61。,当n（染料）:n（牛血清白蛋白）=15:1时,Cy5-666-1、Cy5-666-2、Cy5-668、Cy3-569对蛋白的标示率分别为2.23、2.21、2.02、2.04。Cy5-666-1对固定细胞和活细胞染色具有明显的差异性,固定细胞染色可发现染料穿过细胞膜,进入细胞质,聚集在细胞核上,可看清整个细胞被染色。活细胞染色可发现染料聚集在细胞膜上,有少量的染料透过细胞膜进入细胞质,可看清细胞外围的大概轮廓,由此,可明显区别活细胞和固定细胞。结论:在两端吲哚环“N”原子上引入两个PEG长醚链非离子亲水性基团,可有效减少合成步骤,降低分离提纯难度,具有良好的水溶性,荧光量子产率高,摩尔消光系数大等。与不含该基团的Cy5-668相比,具有更好的光稳定性,对牛血清白蛋白的标示率高,可对活体细胞和固定细胞有效染色,且活体细胞和固定细胞的细胞成像有明显区别,在蛋白标记、免疫荧光等生物医学研究领域有广阔的应用开发前景。