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相比于传统的脑血管造影技术,有机荧光纳米材料具有较高成像分辨率、生物相容性良好、荧光量子产率可调、耐光漂白能力强、环境友好等突出优点,在成像方面具有非常广阔的应用前景。本论文以制备成像性能优异的脑血管造影剂为目标,设计合成发射光谱在可见光、近红外I区以及近红外II区波段的有机荧光微纳米材料,探究了不同波段范围内的有机荧光微纳米材料在脑部血管最优成像分辨率的方法。通过调控分子的吸收发射性能、光稳定性与穿透深度,制备了高分辨率的脑血管造影剂,初步探索了其在缺血性脑中风模型中的应用。论文主要内容如下:一、我们发展了一种脑组织成像新技术,通过将去除脑组织内散射源的策略应用到可见光波段内小鼠脑血管高分辨率成像,完成了对脑血管三维精细网络结构重建工作和缺血性脑中风半影区的准确定位。首先,合成了两个具有不同的发射光谱的高量子产率的有机荧光染料Dye 1-SQA和Dye 2-BDT。接着,开发了一种通用性的组织透明方法,得到了具有超高成像分辨率的老鼠脑部切片的共聚焦血管图,并用ImageJ对其成像结果进行了3D血管精细结构重建。从三维重建结果的统计数据来看,此方法的对脑部血管的标记效率非常高。在150微米厚的切片组织中,有超过60%以上的血管直径在610μm,最细的毛细血管直径为2μm。且超过50%以上的血管长度在30μm以上。通过将有机荧光微纳米颗粒分别经心脏灌流到GFP小鼠和CX3CR1GFP/+小鼠体内,实现了高通量,高分辨率以及高生物相容性的多通道成像。最后,我们发明的这种高分辨成像的透明方法实现了对脑中风半影区域的精准定位。本研究对具有高量子产率但发射光谱在可见光区域内的有机荧光材料在生物组织成像中的应用具有指导性意义,对脑中风等与血管精细结构息息相关的血管性疾病的病理研究以及该种疾病的早期诊断和治疗意义非凡。二、我们提出了“A-D”型近红外波段有机荧光纳米颗粒用于小鼠脑血管高分辨率成像,实现了对活体小鼠脑血管血流速度的长时间实时监测和在缺血性脑中风/重灌注临床中风模型中的应用。以苯并噻吩为受体单元,芴为给体单元组成聚合单元,得到了发射达近红外窗口的有机荧光纳米颗粒（NIEPN）。同时,长烷基链作为侧链单元,有效防止因距离太近堆积导致能量转移荧光效率降低。同时,Pluronic F-127的引入以增加其水分散性。NIEPN与绿色荧光蛋白标记神经元的GFP小鼠两通道成像显示,其耐光漂白的能力远远大于绿色荧光蛋白,是一种很好的可用于长时间血管成像的造影剂。在体内经过360min的循环,血流速度始终保持在585μm/s左右。根据NIEPN优异的长时间稳定性以及生物相容性,我们将其用于临床脑中风/重灌注过程的实时监测。本研究对中风恢复对脑组织损伤的评估具有重要意义,对系统地研究缺血性中风发生后地病理变化、药物作用机理,以及研制开发新的治疗方法都有实际意义。