荧光成像技术具有高灵敏度、高分辨率、非侵入性等一系列优点,受到人们的关注。在过去的几十年里,大量的荧光纳米粒子,包括量子点、金属颗粒和聚合物包裹的有机发光小分子,因各自独特的优势在相关研究中都取得了出色的进展。其中,有机发光小分子作为最成熟的材料之一,生物相容性良好且尺寸较小,比较容易进入细胞,具有较好的光稳定性和表面易功能化等优点,是理想的细胞标记材料。中性发光自由基是一种全新的具有独特双线态发光机制的开壳分子,主要用作有机电致发光器件（OLEDs）的发光层材料。由于双线态激子的跃迁是自旋允许的（D1→D0）,电致发光的激子利用率理论上限可达100%,这从根本上避免了传统闭壳发光分子三线态激子利用率的问题。此外,中性发光自由基以其独特的开壳结构,在声、光、电、磁、荧光探针、生物领域都开展了相关的研究课题。尽管中性发光自由基自身集成了诸多有趣的特性,但它们在荧光成像中的应用却鲜有报道。这不仅是由于大多数中性发光自由基在水中微溶甚至是不溶,也是由于其电荷转移特性在极性溶剂中发光极其微弱甚至不发光。如果采取两亲性聚合物对其进行自组装包裹,虽然能提高材料的水溶性,但是包裹成纳米粒子之后自由基在聚集状态下有严重的聚集淬灭现象。因此如果想要拓展自由基在荧光成像领域方面的应用,将面临巨大挑战。另外,随着荧光成像在医学临床应用方面研究越来越深入,高效、新型的近红外发光材料的开发也迫在眉睫。因为近红外区（700-1700nm）波长比常规的可见光有更强的组织穿透深度、更少的自发组织荧光干扰,所以人们也将近红外区称为生物透明窗口。围绕以上问题,本文展开了以下工作:1.合成了3-溴咔唑取代的三苯甲基自由基:TTM-Cz-Br（红光）,该自由基分子发光具有电荷转移特性;以两亲性聚合物二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇2000(DSPE-PEG2000)作为纳米粒子外壳,通过纳米沉淀法合成了自由基纳米粒子;为了避免自由基的聚集诱导淬灭,向其中掺杂一定比例的自由基前体αHTTM-Cz-Br起到分散作用。形成的自由基纳米粒子在水溶液中尺寸均一,稳定分散在溶液中。细胞毒性实验表明,该材料的细胞毒性很低,生物兼容性良好。细胞成像实验结果表明,自由基纳米粒子成功的进入了细胞内部,并分布在细胞质中。2.选择了具有近红外发射的三苯甲基自由基衍生物TTM-TPA,以TTM-TPA为核心制备了自由基纳米粒子,同时为避免自由基的聚集诱导淬灭,向其中掺杂了一定比例的自由基前体HTTM-TPA。我们研究了自由基纳米粒子的光物理性质以及模拟生理状态下的稳定性,自由基纳米粒子呈近红外发射,稳定性表现良好。在细胞实验部分,细胞毒性实验结果表明自由基纳米粒子生物相容性良好;激光共聚焦成像实验结果表明,自由基纳米粒子可以成功进入细胞并分散在细胞质中。以上实验结果证明以TTM-TPA为核心的具有近红外发射的自由基纳米粒子有望下一步应用于生物体内,展现出良好的应用前景。