无创、定量、实时、可视的观察活体内的生命活动需要各种非侵入式的成像手段。活体荧光成像技术因其检测灵敏、成像迅速、操作简便、无放射性危害等优点被广泛应用于生物医学研究中。而利用活体荧光成像技术进行高灵敏成像的关键因素在于成像探针的设计。近年来，随着纳米技术的发展，各种功能化的荧光纳米材料被开发出来并应用于活体成像检测及肿瘤治疗等领域。尤其是成像信背比高、生物相容性好、光学属性优良的功能化纳米成像探针的开发及其活体荧光成像相关研究具有非常重要的意义。本论文瞄准高灵敏活体荧光成像这一前沿研究方向，基于二氧化硅荧光纳米颗粒构建了一系列活体荧光成像探针，并利用制备的荧光探针开展了相关活体荧光成像研究，主要包括以下三个方面的工作：一、包裹亚甲基蓝的二氧化硅荧光纳米颗粒用于细胞与活体成像研究采用反相微乳液法，制备了以亚甲基蓝为内核材料的亚甲基蓝二氧化硅荧光纳米颗粒，通过优化亚甲基蓝的包裹浓度获得荧光信号较强的纳米颗粒并初步考察了其用于Hela细胞标记与体内示踪的可行性。通过MTT实验考察了颗粒对细胞的毒性影响以及较为适宜的标记细胞的浓度，结果表明当颗粒浓度为1mg/mL时，细胞的存活率仍有80%左右。利用激光共聚焦显微镜考察了Hela细胞对颗粒的吞噬情况以及颗粒在细胞内的分布情况，结果表明，该颗粒能被Hela细胞吞噬且主要分布在溶酶体内。活体荧光成像结果显示，尾静脉注射该颗粒后，裸鼠全身都发射出近红外荧光信号，随着血液的循环，颗粒慢慢聚集在肝脏等器官中。以上结果表明，包裹亚甲基蓝的二氧化硅荧光纳米颗粒可以用于细胞的标记和体内示踪成像。然而，离体器官成像及亚甲基蓝二氧化硅荧光纳米颗粒与裸鼠饲料对比成像结果发现，在同样的成像条件下，裸鼠食物的荧光信号也较强，干扰了成像的灵敏度。如何降低这部分荧光信号的干扰对于进行高灵敏的细胞标记及体内示踪成像具有重要的意义，亟待进一步研究。二、基于FRET效应长Stokes位移的近红外二氧化硅荧光纳米颗粒用于高对比度活体成像研究为了发展一种能同时克服裸鼠组织自发荧光与裸鼠食物荧光信号的成像探针，利用实验室发展成熟的二氧化硅纳米颗粒制备技术，通过同时包裹具有FRET效应的两种荧光染料，提出了一种简便易行的方法用于长Stokes位移近红外荧光成像探针的制备。实验中，具体选择了RuBpy和MB作为供体-受体对，通过优化这两种染料包裹在二氧化硅纳米颗粒内的摩尔比，获得了具有长Stokes位移（>200nm）强荧光信号的近红外荧光成像探针（LSS-NFSiNPs）。实验证明LSS-NFSiNPs的荧光信号能够有效的从食物及裸鼠自发背景荧光信号中区分出来并且能够进行深层组织成像。实时活体荧光成像研究表明LSS-NFSiNPs能够进行活体荧光成像并且其荧光信号来自于FRET效应。进一步的离体器官成像结果证实了活体荧光成像结果的准确性。此外，通过对尿液的收集与成像可以初步推测LSS-NFSiNPs能够经尿液排泄系统被代谢出裸鼠体外。由此成功发展了一种可用于高对比度活体成像的新型近红外荧光纳米探针，为活体荧光成像探针的研究提供了重要的参考价值。三、酸性激活式二氧化硅荧光纳米颗粒探针的制备研究激活式荧光探针由于其荧光信号具有从无到有的变化过程，将很大程度上提高成像的信背比。本章初步探讨了基于酸性条件可被激活的二氧化硅荧光纳米探针的制备研究。采用反相微乳液法，制备了以钌吡啶为内核材料的羧基化二氧化硅荧光纳米颗粒，通过EDC/NHS反应先将酸敏小分子3,9-双（3-氨丙基）-2,4,8,10-四氧杂螺十一烷（ATU）修饰于颗粒表面，再将淬灭分子BHQ-3与ATU交联并连接于颗粒表面，从而达到淬灭荧光的作用以构建酸性激活式二氧化硅荧光纳米颗粒探针。利用Zeta电位粒度仪、紫外-可见分光光度计及傅里叶红外光谱仪对颗粒的交联情况进行表征，结果表明，ATU及BHQ-3都成功的修饰于颗粒表面。通过优化羧基化二氧化硅荧光纳米颗粒表面ATU及BHQ-3的修饰量，可以获得荧光淬灭效果较好的激活式探针，其荧光淬灭率在41.2%左右。随后将该探针分散于酸性溶液中，酸敏小分子ATU发生水解，使得BHQ-3远离颗粒表面，淬灭的荧光信号可恢复24.96%。上述研究对于进一步发展基于二氧化硅荧光纳米颗粒的激活式成像探针具有重要的参考意义。