呫吨染料是一类高性能的小分子荧光染料骨架，具有优异的光物理和光化学性质，例如高摩尔消光系数、高荧光量子产率以及出色的光稳定性和化学稳定性。近年来，多样性导向的呫吨荧光染料库由于其通过表型筛选发现探针的潜力，获得了领域内的广泛关注。然而，由于缺乏温和便捷的合成方法，现存呫吨染料的结构多样性仍然非常有限。传统的酸催化高温缩合的合成方法需要严苛的反应条件、存在多种副产物、分离纯化繁琐且产率较低，利用格氏试剂（或者锂试剂）对蒽酮进行亲核加成的合成方法对亲核试剂底物结构有诸多要求，均无法实现高效多样性呫吨染料的构建。　　设计开发了一种新型呫吨染料的合成方法，利用合理设计的关键芳基二锂试剂中间体，与各种苯基/芳基/烯基/烷基取代的酯、酸酐、内酯或者酰胺发生一步反应，温和高效的实现呫吨染料母核的构建，反应后处理简单，可以实现克级制备。这些优点使得呫吨染料母核上能够方便的引入天然产物、药物分子以及生物活性分子等复杂结构。利用这一新型合成方法，构建了一个含有70多个罗丹明染料，功能性、拓扑学和立体化学极其丰富的化合物库，其中很多染料的荧光强度与罗丹明B相当或者更亮，可以用于生物标记或者成像，另外一些染料可以选择性的被特定底物激活，用做荧光探针。　　设计了一种全新的分子机制以实现质子的正向协同结合，并进一步合成了一系列基于罗丹明染料母核的Hill-type小分子荧光探针PHX1-3，它们具有较高的希尔常数(＞4)和较窄的酸碱响应范围（1pH单位左右）且表现出良好的细胞透膜性，能够比传统的HH-type探针（例如pHrodo）更加灵敏准确的反应出pH的微小扰动，实现体外细胞或者离体组织中的高灵敏pH检测。其中，PHX2的pKa为69，酸碱响应范围为09pH单位，且具有良好的细胞透膜性，这些特点使得PHX2能够对癌细胞逆转pH梯度进行成像，也印证了PHX系列探针在癌症诊断和荧光介导手术中的潜力。　　对罗丹明染料库进行了体外抗菌活性筛选，发现有37个化合物对多种耐药菌表现出中等或较强的抗菌活性。其中RD53作为一个优选化合物，具有很强的广谱抗菌活性，对多种革兰氏阳性菌MIC=0.25-2μg/mL，对多种革兰氏阴性菌MIC=2-16μg/mL。RD53能够快速杀灭细菌，低剂量下能在4小时之内杀灭99.99％的病原菌，甚至快于临床一线抗生素，且病原菌不易在RD53的作用下产生获得性诱导耐药。这些结果证明了具有丰富结构多样性的合成染料库有可能成为对抗细菌耐药问题的全新化学空间。