近年来,荧光成像技术因其高时空分辨率、高灵敏度、低背景干扰、无创检测等优点而被广泛地应用于检测活细胞或活体中的生理过程。荧光成像技术的关键是荧光探针。为了避免背景荧光的干扰和较高能量对细胞的损伤,应用于活体细胞或活体成像中荧光探针的发射波长应该尽量处于光能量较低的长波长区域。在众多的荧光探针分子中,聚甲川菁染料以其优异的光物理性质、良好的生物相容性而备受关注。合理设计花菁结构、实现多样化可修饰的目的成为研究的热点之一。本论文在传统花菁的聚甲川基共轭链中引入芳香基团,将不同含酚类(苯酚类或萘酚类衍生物)基团作为潜在的供体单元,构建到吲哚(或噻吩)的双受体共轭体系中,改善染料分子的光谱性能,并进一步研究它们在不同生物环境中的光谱变化。本论文的主要工作如下:(1)通过knoevenagel反应,分别将1,2,3,3-四甲基-3H-吲哚和3-乙基-2-甲基苯并噻唑与萘二酚醛和间苯二酚醛缩合,合成了一系列花菁类荧光探针CyI、Cy-B及Cy-C。通过核磁谱图分析和光谱变化,总结了结构中的电子云密度与化合物的阳离子性和碱性之间的相关性。进一步,通过紫外光谱和荧光光谱的比较分析,考察了菁染料Cy-I和Cy-B对环境粘度的传感性能,其中Cy-B能够靶向定位溶酶体,并成功监测溶酶体粘度变化情况。(2)以萘二酚醛为潜在供体,以4-甲基吡啶衍生物为受体,设计合成了核酸荧光探针Cy-P。以紫外-可见光谱和荧光发射光谱为信号探测手段,系统研究了探针与ct-DNA、RNA的化学传感行为。结果表明,探针Cy-P与ct-DNA、RNA具有很强的相互作用,荧光发射强度大幅度降低。热变性实验表明,探针Cy-P与ct-DNA的结合模式是静电作用。