花菁在染料工业、化学、医药学等领域有着广泛的应用。由于花菁染料特殊的光物理性质和便于合成改性能力,它们已成为用于多种分析目标的近红外（NIR）荧光探针设计的理想荧光平台:包括离子、生物活性物种（ROS/RNS/RSS）、酶、细胞微环境因素等。本文介绍了三个基于花菁染料设计的荧光探针以及它们的生物应用。一氧化氮（NO）是由一氧化氮合酶（NOS）合成的一个重要的短寿命活性氮物种（RNS）。许多研究发现,线粒体在NO的生产过程中起着至关重要的作用。因此,检测线粒体中的NO具有重要意义。我们构建了一个靶向线粒体的新型双通道发射NO荧光探针Mi-NO。在两个激发波长下,Mi-NO呈现出对NO的显著光谱响应,并通过DFT计算进行了验证。此外,分子对接计算及共定位成像结果证明,Mi-NO能够精确靶向至线粒体中。Mi-NO成功对He La细胞及斑马鱼体内的外源性NO进行了双通道成像,为进一步探索NO在生物系统中所扮演的角色提供了一个大有潜力的工具。次氯酸盐（OCl-）是活性氧物种（ROS）家族的一位著名成员。它在人体免疫系统中发挥了重要的抗菌及抗炎作用。然而,OCl-水平的异常可能会导致细胞生理结构破坏、诱发氧化应激并导致多种疾病。基于内部电荷转移（ICT）过程的机理,我们构建了一种新的比率荧光探针Mi-OCl-RP。该探针能够通过比率型光谱变化识别OCl-,具有大斯托克斯位移、肉眼能观测到的快速响应等优点。分子对接计算用于确定线粒体中Mi-OCl-RP与潜在分子靶标ANT的可能结合位点,分子对接模式显示了探针与线粒体ANT的高亲和力,为Mi-OCl-RP在线粒体中的特异性靶向能力提供了理论证明;共定位成像结果也支持探针的线粒体高效靶向能力。最后,Mi-OCl-RP成功进行了活细胞及斑马鱼体内的内、外源性比率型OCl-成像。急性肺损伤（ALI）是一种高发病率、高死亡率的严重炎症性疾病,在重症监护医学领域仍然是一个严峻的挑战。到目前为止,ALI的具体发病机制仍在探索中,治疗或预防选择有限。硫化氢（H2S）是一种气体信号分子,能够调节神经系统及心血管系统,在各种生理和病理活动中发挥着关键作用。尽管外源性硫化氢在细胞和生物体内的成像已经得到了很好的研究,但在实时跟踪硫化氢并探索其在细胞和组织水平上的相关病理活动方面仍然存在挑战。在此,我们报道了一种基于新型硫取代半花菁染料的荧光探针HCy-HSP,它可以实现对硫化氢快速、显著的“开启”荧光响应。利用HCy-HSP实现了在不同刺激条件下对正常/癌细胞内源性H2S的定量成像。此外,HCy-HSP也已成功应用于LPS诱导的ALI模型小鼠的活体/组织荧光成像,证明它是探索H2S在生理和病理活动中作用的一个有希望的分子工具。