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目前荧光探针可用于检测细胞微环境、活性小分子的释放、阴离子、阳离子等,但是在探究亚细胞器pH值时,大多数的荧光探针存在对亚细胞器靶向不稳定、对pH灵敏度不高、pKa不合适等缺点。所以开发可稳定靶向于不同亚细胞器的pH敏感荧光探针尤为重要。本文基于Halo-tag蛋白设计并合成靶向细胞核近中性pH的罗丹明类荧光探针,以及基于Halo-tag和Clip-tag蛋白设计并合成靶向细胞核酸性pH的罗丹明类荧光探针。文中研究了这些探针的光物理性质,探索了其在细胞荧光成像方面的应用。具体如下:（1）探索罗丹明类pH荧光探针的设计思路。以罗丹明B荧光团为母体,将还原的罗丹明B醛基分别与苯肼,4-羟基苯甲酰肼和邻苯二胺连接,通过“Schiff base”反应合成三种荧光染料Rhs-1,Rhs-2和Rhs-3。光谱性质表明,Rhs-1的荧光强度不受pH值的影响,对pH不敏感;Rhs-2的pKa偏碱性,不适合探测亚细胞器的pH值;Rhs-3的pKa偏酸性,可以适用于探测酸性亚细胞器的pH。为下一步合成靶向酸性亚细胞器蛋白探测pH的荧光探针设计奠定基础。（2）实现了靶向细胞核Halo蛋白近中性pH值的检测。通过罗丹明B与丙炔胺反应再进行还原,合成中间体AMR,再通过“Click”反应与Halo-AD相连最终合成可以靶向细胞核Halo蛋白的荧光探针AMR-CA（chloroalkane）。AMR-CA对pH极为敏感,响应范围只有pH从6到7的一个pH单位,对pH的灵敏度极高,适用于对近中性亚细胞器的pH进行检测。同时,该探针水的溶解度达3μM细胞成像测试表明探针可以很快的穿过细胞膜对活细胞细胞核H2B上的Halo-tag融合蛋白进行准确定位,特异性高,并且探针AMR-CA与Halo-tag蛋白以共价键的形式稳定存在。（3）实现了靶向细胞核Halo/Clip蛋白酸性pH值的检测。通过溴代四甲基罗丹明与邻苯二胺连接,再进行缩合,合成中间体TBM,再通过“sonogashira coupling”反应分别与Halo-PY和Clip-PY反应最终合成可以靶向细胞核Clip-tag和Halo-tag融合蛋白的TBM-CA与TBM-BC。光谱性质表明分子TBM-CA和TBM-BC的pKa都是偏酸性的,适用于检测酸性的靶向融合蛋白的细胞器。在细胞成像中,将活细胞用甲醛固定,在pH为3.5的PBS条件下,细胞核转染的Halo-tag蛋白与TBM-CA能稳定以共价键的形式存在,同样细胞核转染的Clip-tag蛋白与TBM-BC也能以共价键的形式稳定存在,适用于检测酸性亚细胞器的pH值,特异性高。