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H~+作为生物体内广泛存在的一种离子,调控着许多重要的细胞代谢过程,如细胞的增殖凋亡,离子运输,神经系统的信号传递等。不正常的细胞内pH(pHi)通常会导致细胞功能紊乱并引起一些严重疾病。因此,检测pHi对于研究细胞的生理和病理过程具有十分重要的意义。荧光成像技术相比于其他检测技术,具有高灵敏度、非侵袭性、操作简便等优点。因此,本文设计合成了一系列pH激活型花菁类近红外荧光探针用于细胞内pH的识别与检测,并筛选出pH响应范围与肿瘤所处的弱酸性微环境相吻合的探针,对其进行了深入的应用研究。本文首先合成了两种不对称菁类荧光探针5和6,通过不同pH下探针的紫外吸收和荧光发射光谱滴定实验发现:探针5和6在弱酸条件下的最大吸收峰和发射峰均处于近红外区域,有利于避免生物组织的自吸收以及自发荧光所造成的背景干扰。且探针5和6具有较强的p H灵敏特性,可迅速对pH的波动作出明显的响应。以pH敏感型近红外花菁荧光探针6为母体,引入透明质酸和具有靶向肿瘤病变线粒体聚集特性的季铵盐阳离子作为肿瘤靶向基团,构建了两类肿瘤特异性成像探针。由季铵盐阳离子修饰的探针9和10的pKa值正处于肿瘤细胞的酸性细胞器的pH范围,实现了荧光信号随pH变化的off–on型可逆转变,并且具备良好的光稳定性,在一些生物体内常见干扰物质存在下,二者对H~+依然有很好的选择性。经~1H核磁谱图证实,探针9和10对pH的灵敏响应归因于分子结构中非烷基化的吲哚氮原子的质子化和去质子化,该氮原子的质子化使探针分子内电荷转移过程增强,从而导致紫外吸收光谱和荧光发射光谱发生改变。将探针9和10用于不同pH的细胞成像,结果说明探针9和10在测试浓度下不具有明显的细胞毒性,且具有良好的细胞膜渗透性,能够成功实现在活细胞内酸性条件下的pH的特异性监测。