荧光成像分析法因具有操作简便、选择性好、灵敏度和分辨率高、能够适时动态响应等优点，已广泛应用于医学诊断治疗和生化传感。其中荧光染料在荧光成像分析中起到关键作用，良好的荧光成像分析效果取决于所选用荧光染料优异的性质。本文中，我们基于香豆素分别设计合成了一系列具有长发射波长的荧光染料CPC和CF，成功延伸香豆素的发射波长，并研究了这些染料的光物理性质及其在生物标记、荧光成像中的应用，取得了一些有意义的结果。主要内容概述如下:　　(1)设计合成了一类水溶性较好的近红外荧光染料CPC，对其结构进行了表征，并分别研究了CPC染料在水溶液和有机溶剂中的光物理性质。通过引入羧基和强给电子基团，CPC染料荧光发射扩展至近红外区域并具有较高摩尔消光系和较大Stokes位移，可作为新型的近红外荧光标记染料。　　(2)将CPC染料酯化设计合成了细胞溶酶体探针CPC1E和CPC2E，并研究其光物理性质。激光共聚焦显微成像实验表明，CPC1E和CPC2E能够很好的进入细胞，与商用溶酶体探针LTG共染具有很好的共染率。该类探针还具有良好的光稳定性和生物相容性，可作为新型的溶酶体探针。　　(3)设计合成了一种基于香豆素和荧光素的荧光染料CF，将香豆素的发射波长扩展到535nm，并具有良好的水溶性和大的斯托克斯位移。CF染料在不同酸性-中性环境中表现出明显的吸收和荧光光谱响应，使其可以用作pH探针。