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能与核酸特异性结合的荧光染料可以应用于核酸的检测，结构的研究，生物功能的探索以及抗癌新药的设计研发中。传统的核酸染料虽然广泛应用于核酸研究的各个领域，但是它们都具有激发波长短，毒性大，透膜性差和稳定性差等缺点。为了克服这些缺点，本论文设计合成了一种新型的核酸染料，并研究了其光谱性质，与核酸的相互作用以及对核酸结构的选择性，并应用于活细胞成像中，取得了一些很有意义的结果。本研究主要内容如下：
⑴设计合成了一种具有较好的水溶性的荧光染料AP，并对其光物理性质进行了研究。比较特殊的是，通过研究AP的光谱性质的研究证明了AP是一个具有多重共振式的分子，它具有非常宽的吸收光谱，并且发射光谱横跨整个可见光区一直到近红外区。因为共振平衡的存在，所以AP对溶剂，pH等外界环境表现出极度的敏感性，是一个非常灵敏的环境探针，有望应用于核酸检测，并可能表现出特殊的选择性。
⑵研究了染料AP与双螺旋DNA，G-四链体DNA的相互作用，以及对各种DNA二级结构的选择性。结果表明AP是一个高选择性的荧光增强DNA四链结构探针，不受其他可能存在的DNA二级结构的影响。最为重要的是，竞争透析实验的结果表明ALP可以区分各种不同的G-四链体结构，并有可能作为结构探针来辅助确认DNA的构象，并应用于DNA研究的各个领域。
⑶讨论了染料AP作为DNA结构探针的应用：区分不同的序列，甲基化和未甲基化的DNA，以及不同构象的G-四链体。并且只需简单地观察溶液颜色的变化或在荧光灯下溶液荧光的变化就可以区分。通过将染料AP与DNA相作用，可以提供有关于DNA的结构和动态学的信息，并能监测环境对DNA结构的影响，有助于研究DNA的结构及其生物学意义。
⑷将AP应用于活细胞成像，并讨论了其作为活细胞染料的性质及其选择性。AP可以用408 nm和637 nm波长的激光器来激发，并可获得Cy3通道，FITC通道，和DAPI通道三个通道的图像。用于细胞染色的最佳浓度为0.5-5μM，并且AP的光稳定性好，生物相容性高。通过与市售的DNA染料DAPI和RNA染料STOYRNASelect进行共染色，可推断出AP在细胞内选择性地结合RNA。而且作为RNA染料，AP的性质以及与RNA结合力要明显好于STOYRNASelect。更为重要的是，AP可以在活细胞内区分不同类型的RNA，并能在细胞中直接地观察到不同的RNA，这将有助于研究RNA在细胞生长周期内的结构和功能。