近年来，硅基罗丹明近红外荧光染料及探针的研究引起了广泛关注，硅基罗丹明染料和探针不仅具有优良的近红外光谱性质，同时又保留了传统罗丹明染料和探针的诸多优点，为设计合成近红外荧光染料和探针，实现活体细胞及组织的近红外荧光成像提供了有效方法。尽管硅基罗丹明类染料及探针稳定性好，吸收率高，具有良好的荧光特性，但是此类罗丹明染料和探针的光谱范围大多集中在650 nm左右的远红外光区和近红外光区，荧光发射波长大于700 nm的染料还不多见。考虑到荧光的组织穿透力和背景干扰与波长密切相关，具有更长波长的荧光染料及探针将更有利于荧光成像。因此，进一步发展结构新颖、性能优良、适用于活体细胞与组织成像的近红外荧光染料和探针，设计合成高灵敏度的荧光染料及探针，拓展荧光染料及探针的光谱范围和应用领域一直是研究的热点和难点。　　针对已有荧光染料及探针存在的问题，综合本课题组对硅基罗丹明类荧光染料及探针的研究基础，要从分子水平上有效地改变染料及探针的化学及光学性质，方法之一就是将罗丹明氧杂蒽结构中的氧原子用其它种类的原子替换，合成罗丹明类似物。本研究工作从理论上深入研究和比较替换原子对类罗丹明染料及探针光谱性质的影响。研究发现，磷原子具有独特的核外电子排布及化学性质，受此启发，我们设计用磷原子替换罗丹明分子骨架中的氧原子，合成了一系列荧光发射波长大于700 nm的磷基罗丹明近红外荧光染料PRS（PR、Me-PR、TMe-PR），同时合成其类似物罗丹明类染料Me-OR和硅基罗丹明类染料Me-SiR，以便与磷基罗丹明类染料PRS进行性质比较。另外，为提高染料PRS的水溶性，设计在染料PRs的磷原子上引入亲水性基团-羟基，合成了近红外荧光染料PR-OH，并以此染料PR-OH为基础，设计合成了用于检测H2O2的近红外荧光探针PR-O-B。所有化合物结构均经1H NMR、13C NMR、31P NMR、HRMS确证。之后，开展了对染料PRS、PR-OH以及探针PR-O-B的一系列性质研究，包括光谱研究、理论研究、光稳定性研究、pH依赖性研究、细胞毒性研究、细胞成像、小鼠成像等，并将其性质与罗丹明化合物M e-OR和硅基罗丹明化合物M e-SiR进行比较，研究磷基罗丹明近红外荧光染料及探针的优越性。　　磷原子的引入改变了荧光染料及探针的性质。磷基罗丹明类荧光染料PRs的最大发射波长均大于700 nm，产生了显著的光谱红移（相对于罗丹明红移140 nm左右，相对于硅基罗丹明红移40 nm左右），此外，性质研究结果证明，染料PRs具有荧光量子产率高、受pH影响小，摩尔消光系数高、光稳定性好，毒性低等优点。通过对染料PR-OH和探针PR-O-B进行性质研究发现，染料PR-OH和探针PR-O-B的最大发射波长均大于700 nm，染料PR-OH具有较好的水溶性、受pH影响小。探针PR-O-B可实现对H2 O2高灵敏近红外荧光识别传感。因此，磷基罗丹明染料及探针不仅具有优良的近红外光谱性质，同时保留了传统罗丹明染料的诸多优点，具有生物样品适用的近红外光谱特性，极适用于活体细胞与组织的近红外荧光成像，从而更有利于生物样品中重要离子、分子和蛋白的分析成像。