荧光成像作为重要的成像技术之一，因其具有良好的灵敏度、高的空间分辨率、简单快捷等优势而得到快速发展，其中，荧光探针的设计、合成以及在成像中的应用是化学需要解决的重要问题。过渡金属发光配合物作为小分子荧光探针，不仅能克服大分子荧光探针如荧光蛋白和纳米发光材料等的尺寸问题，而且由于过渡金属离子的配位，具有良好的抗光漂白能力，长的荧光寿命，大的斯托克斯位移，同时易于通过改变结构调控其发光性质等优点。但目前在降低细胞毒性，亚细胞器定位，生物分子事件可视化以及与新型成像技术相结合等方面需要进一步优化和发展。　　本论文研究将选用在细胞中广泛存在的锌离子与具有良好光学性质的N，N’-双（亚水杨基）亚乙二胺化合物进行配位，形成锌(Ⅱ)N，N’-双（亚水杨基）亚乙二胺配合物。通过在N，N’-双（亚水杨基）亚乙二胺配体的二胺位置上修饰上吸电子基团氰基，在水杨醛4位上修饰上给电子基团胺基，从而形成分子内电荷转移，使其具有高的量子产率和双光子吸收横截面积、良好的化学稳定性和光稳定性、通过对其设计和修饰，我们不仅考察其对亚细胞器的特异定位情况，同时探索其与双光子成像和超高分辨成像等新型成像技术的结合，并进一步开拓在细胞内分子事件的特异性响应方面的应用。此外，立足于本课题组的关于卟吩内酯类的合成和应用的发展和需求，我们也初步地开展卟吩内酯类化合物作为光敏剂在可视化的光动力治疗中的生物应用。　　Ⅰ.（2，3-二（（4-胺基-2-羟基苯亚甲基）胺基）-2-丁烯二腈）合锌(Ⅱ)的合成、表征以及单双光子定位成像研究本部分通过对（2，3-二（（4-胺基-2-羟基苯亚甲基）胺基）-2-丁烯二腈）合锌(Ⅱ)荧光配合物水杨醛4位胺基进行修饰，其光学性质和光稳定性等方面的实验表明该系列配合物具有高达0.69的量子产率和196 GM的双光子吸收横截面积，同时具有良好的的化学稳定性和抗漂白能力;而在细胞成像实验中，不同脂溶性和正电荷的基团修饰使其实现了内质网、溶酶体和早期内体的特异性定位，并具有低的细胞毒性;进一步在细胞内的双光子荧光成像使其在活体成像等方面具有潜在的应用前景。　　Ⅱ.2，3-二（（4-（1-吡咯烷基）-2-羟基苯亚甲基）胺基）-2-丁烯二腈）合锌(Ⅱ）在超高分辨成像中的初步研究将第一部分研究工作发展的内质网特异定位的荧光配合物应用于超高分辨成像中，实验结果表明该内质网定位荧光染料可利用超高分辨成像技术实现内质网达到15-17 nm定位精度的成像，实现了过渡金属发光配合物与超高分辨成像技术优势的有效结合;同时利用紫外可见光谱和荧光光谱对其光开关性质和成像机制进行初步探讨，证明β-巯基乙胺和光照对其荧光强度的共同影响，为将来过渡金属发光配合物的超高分辨成像提供研究模板。　　Ⅲ.（2，3-二（（4-（N，N-二（1-（1-葡萄糖基）-1氢-1，2，3-三唑-4-基）甲基）胺基-2-羟基苯亚甲基）胺基）-2-丁烯二腈）合锌(Ⅱ）检测细胞自噬行为为了拓展该系列荧光配合物在生物成像中的应用范围，我们针对具有重要生理功能和疾病相关性的细胞自噬设计合成了4-N，N’-位D-葡萄糖修饰的（2，3-二（（4-胺基-2-羟基苯亚甲基）胺基）-2-丁烯二腈）合锌(Ⅱ)荧光配合物。对不同数目的D-葡萄糖基修饰的配合物进行光学性质、水溶液表现行为以及细胞摄入途径等方面的研究，表明不同数目的D-葡萄糖基修饰影响其在水溶液的分散形式，并通过不同的途径进入细胞内。在诱导自噬实验中，4个D-葡萄糖基修饰的配合物可实现对自噬的发生从“关”到“开”的响应，具有高的信噪比。通过自噬诱导实验和自噬相关基因敲除实验进行深入研究，证明其对自噬的特异检测;在共定位实验中确认其定位于自噬溶酶小体上，可对自噬后期进行检测;最后，我们对其检测机制进行了初步地推测和验证，表明与细胞内自噬溶酶小体增多或特异的脂质为其提供疏水环境有关。　　Ⅳ.锌离子诱导自噬的研究我们对锌离子与自噬之间的关系进行系统的研究，并考察本论文所发展的自噬检测探针的定量检测应用。通过使用自噬抑制剂可抑制锌离子引起的自噬荧光探针的荧光变化，证明锌离子诱导自噬发生的可能性;进一步利用自噬特异蛋白的免疫印迹实验和溶酶体试剂阻断自噬潮的实验进一步确认锌离子在自噬过程中是以诱导剂的作用形式存在的，同时不同浓度锌离子诱导的自噬活性存在逐渐增强至一个平台的趋势，表明锌离子的诱导自噬功能存在浓度依赖。　　Ⅴ.卟吩内酯类化合物在光动力治疗中的应用研究我们合成不同β-位修饰、锌配位、氟原子修饰的卟啉类光敏剂，通过紫外可见光谱、荧光光谱、激光共聚焦扫描荧光显微镜和流式细胞仪等方法探讨其不同修饰方式，尤其是β-位修饰对光敏剂发光性质、脂水分配情况、单线态氧产率、与低密度脂蛋白结合情况和细胞内荧光强度的影响。通过肝素抑制实验证明其通过识别低密度脂蛋白受体发生内吞作用进入细胞内，定位于溶酶体，并初步探讨其了光毒性。