磷光重金属配合物具有优越的光物理性质，主要特点为：发射波长可调；较大的斯托克斯(Stokes)位移和较长的发射寿命。较长的发射寿命有利于使用时间分辨技术，从而有效地避免背景荧光的干扰。本论文主要工作是设计合成一系列磷光铱配合物及其纳米粒子，研究其在细胞磷光标记、核酸标记、MRI成像以及光动力学疗法方面的应用，主要工作分以下三个方面：1. Ir-Gd异核金属配合物在生物成像中的应用利用课题组合成的d-f异核双金属配合物（Ir-Gd）作为双模式生物影像探针，评价其在磁光双模式生物成像中的应用。首先在细胞层次评价Ir-Gd的细胞毒性，其次考察其对活细胞的荧光标记作用和MRI成像效果，并在活体上对小鼠进行MRI成像效果评价，最后对Ir-Gd进行组织分布和病理学研究，以判断Ir-Gd对小鼠的伤害性。2.金属铱配合物在磷光成像和光动力学疗法中的应用本章设计合成了两种含有三苯胺结构的新型铱配合物，表征了两种配合物的光物理性质，考察了配合物对活细胞磷光成像效果，研究了铱配合物在体外的光动力疗法效应。MTT法细胞毒性实验表明，配合物1、2的细胞毒性低。共聚焦实验表明，配合物1、2可以用作细胞的磷光标记探针。体外光动力实验表明。配合物2具有光动力效应。是一种潜在的光动力疗法光敏剂。3.水溶性阳离子型聚合物磷光探针的制备及其在核酸标记中的应用设计合成了一种水溶性磷光铱配合物纳米粒子，表征了配合物和纳米粒子的光物理性质。共聚焦显微镜实验表明，水溶性磷光铱配合物纳米粒子能够对HeLa细胞进行磷光标记。DNA凝胶电泳实验表明，水溶性磷光铱配合物纳米粒子能够对核酸磷光标记。