体内分子成像作为一种在细胞和分子水平上表征和测量生物过程的非侵入性技术,因其具有早期、灵敏和特异性诊断疾病或监测治疗效果的潜力而受到广泛关注。由于各种成像技术的检测原理和成像性能的限制,每种成像技术只能提供被分析目标的部分结构和功能的信息。为了弥补单一成像方法的局限性,将两种或两种以上的成像方式相结合的多模态成像方法已经被用来解决单一成像技术应用受限的问题。在本论文中,我们设计并合成了两种基于稀土金属配合物的时间分辨荧光/磁共振双模成像探针。这些探针结合了高空间分辨率和高组织穿透性的磁共振成像（MRI）技术,以及高灵敏度和高选择性的时间分辨发光成像（TGLI）技术,为分子成像技术在生物成像领域的应用提供了新的有力工具。本研究工作首先将稀土发光配合物PTTA-Tb³⁺、磁共振造影剂Gd³⁺-DO3A-NH₂和癌细胞靶向识别分子FA-PEG₂₀₀₀-COOH（聚乙二醇修饰的叶酸）共价键合到二氧化硅纳米颗粒中,设计合成了一种具有癌细胞靶向标记功能的时间分辨荧光（TGL）/磁共振（MR）双模式生物成像纳米探针FA-Gd-Tb@SiO₂。所制备的探针不仅可发出强的绿色时间分辨荧光信号,还具有良好的T₁加权磁共振成像造影剂功能(r₁达22.3 s^-1mM^-1);同时,纳米探针表面修饰的叶酸（FA）使其具有癌细胞靶向标记功能。以上的特性使得该纳米生物探针既可用于体外癌细胞的时间分辨荧光成像测定,也可用于活体动物中癌细胞和组织的磁共振成像检测。在已有工作经验的基础上,利用次氯酸（HClO）对β-二酮结构的特异性氧化切断反应,设计合成了多功能的四齿β-二酮配体BHHBSB。该配体与Eu³⁺的配合物(BHHBSB-Eu³⁺)具有强的红色时间分辨荧光信号。当其与HClO作用后,BHHBSB发生氧化断裂,致使配合物BHHBSB-Eu³⁺由于分解而荧光消失。探针的时间分辨荧光强度随着次氯酸浓度的增加而减弱,且两者呈现良好的线性相关性（检测限为14.9 nM）。同时,该配体与Gd³⁺的配合物(BHHBSB-Gd³⁺)对HClO显示了“turn-off”的磁共振响应信号,其纵向弛豫速率（R₁=1/T₁）随着次氯酸浓度的增加而减小,且两者呈现良好的线性相关性。所制备的双模式探针具有高选择性、高灵敏度和高反应速率,且可以实现从细胞和亚细胞水平到整个生物活体水平的HClO可视化成像检测。利用BHHBSB-Eu³⁺我们成功的实现了癌细胞外源性次氯酸和药物刺激产生的内源性次氯酸的时间分辨荧光成像检测。同时,利用该探针我们实时成像检测了HClO在药物刺激的肝炎和肾炎小鼠模型中的分布和浓度变化。