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近红外发光材料在夜视、光纤通讯、光学诊断和治疗等领域有广阔的应用前景。现有的材料主要包括纯有机小分子染料、无机纳米晶体、镧系金属配合物和过渡金属配合物四大类。其中，过渡金属铱配合物具有磷光效率高和光色易调等优点，在近红外区显示出更大的发展潜力。本论文设计并合成了四种新型的近红外发光铱配合物，系统研究了分子结构与材料性能之间的关系，并将其成功应用于近红外发光器件的制备和活体细胞成像。主要论文工作如下：（1）通过在主配体上引入N杂原子和增大刚性共轭结构，设计合成了四种新型铱配合物：[Ir（pbq-g）2（bpy）]+PF6-、[Ir（pbq-g）2（bphen）]+PF6-、[Ir（mpbqx-g）2（bphen）]+PF6-和Ir（mpbqx-g）2acac。（分别记为PR1、PR2、PR3和PR4，其中pbq-g=1,2-苯基苯并喹啉，mpbqx-g=2-甲基-3-苯基苯并喹喔啉，bpy=2,2-联吡啶，bphen=4,7-二苯基-1,10-菲啰啉，acac=2,4-戊二酮）。可以有效实现发光红移并保证高效率。（2）系统研究了这些近红外发光铱配合物的光物理性质、氧化还原性质，并借助量子化学计算深入探讨了配合物分子结构与性质之间的关系。证实在主配体中引入sp2杂化N原子可有效降低配合物的LUMO轨道能级，实现发光的显著红移，获得纯正的近红外发光，发光波长介于700-1000nm。（3）采用离子型配合物PR2和PR3，与中性配合物PR4为染料，制备了高性能的近红外磷光发光器件。与常规的磷光发光器件相比，这些器件均具有发光效率不随电流密度的增大而明显降低的显著优势。通过器件结构优化，基于PR4的器件最高外量子效率达到了1.38%（电流密度J=44mA/cm2），辐射出射度超过1.74mW/cm2，且完全消除了器件效率下降问题，具有重要的实际应用价值。（4）选取近红外发光的离子型配合物PR1和PR2用于生物成像。PR1和PR2具有相同的主配体，仅仅辅助配体不同。PR1能对KB活细胞的细胞质染色。而结构类似的配合物PR2不仅无法成功染色，还大量杀死细胞。这一结果表明通过辅助配体的改造可有效调节配合物的细胞毒理性，实现活体细胞染色。