在体成像分析在生物医学领域有着不可或缺的地位,磁共振(MRI)、正电子发射断层扫描(PET)等传统的成像方式存在耗时长、时空分辨率低、对人体损伤大等缺陷。PR-171说明书光学成像尤其是荧光成像,具有高时空分辨率和灵敏度、便捷快速等优势,在医学领域受到广泛关注。近红外二区(NIR-II)内的光波(1000–1700 nm)凭借其高组织穿透能力,打开了生物“透明”窗口,激励着研究者们开发出更多的NIR-II型荧光材料。其中,有机荧光染料由此网站于具有优异的生物兼容性,因此在生物医学领域具有较好的应用潜力。然而,目前可用的NIR-II型有机荧光材料仍面临着相对缺乏,设计合成难以及光物理性能差等问题。因此,开发具有优异的光物理性能的NIR-II型有机染料,仍是该领域面临的挑战性课题之一。本论文针对这一研究现状,以1,4-二乙烯基苯基桥连的BODIPY二聚体,通过分子工程和J-聚集策略,设计合成了具有优秀的光物理性能的NIR-II分子,并成功在生物非侵入式成像领域得到了应用。具体研究内容包括以下两部分:在第二章中,本研究运用分子工程策略,设计合成了1,4-二乙烯基苯桥连的BODIPY二聚体分子BVB-BDP1–7,实现了分子在近红外二区发射性能的调控。合成的二聚体最大吸收在780–882 nm之间,最大发射在965–1050 nm之间。其中,本研究为BVB-BDP5修饰了水溶性及癌细胞靶向功能性基团,得到了分子BVB-BDP6–7,其在水中的最大吸收波长位于882 nm,最大发射波长位于1050 nm,并保持了较高的荧光量子产率(Φ_f=1.2%),这一研究为具有NIR-II发射有机荧光材料的开发提供了新的分子平台。在第三章中,本研究运用分子结合工程及分子聚集策略,进一步实现了分子在近红外二区吸收T cell biology及发射性能的调控。本研究在BVB-BDP分子骨架的基础上,将水溶性聚醚链替换为脂溶性烷基链,设计合成了一系列分子A-BVB-BDP1–6。部分分子在大极性溶剂中表现出了优异的J-聚集性能,所获得的J-聚集体的最大吸收分布在855–1033 nm之间,最大发射集中在1100 nm左右。其中,A-BVB-BDP4 J-聚集体被普兰尼克F-127包覆成水溶性纳米粒子J-NPs,与溶液状态下单分子A-BVB-BDP4(Φ_f=2.1%)相比,J-NPs在水中最大吸收红移至1033 nm,最大发射红移至1105 nm,并且荧光量子产率有所增加(Φ_f=2.9%),实现了聚集诱导发射增强(AIEE)的效果。以上研究为同时具有NIR-II吸收及发射的有机荧光材料的开发提供了新的分子基础及理论支持。