荧光生物成像具有非侵入、无辐射、分辨率高、信息丰富等特点,是生物医学研究及临床诊断不可或缺的工具。基于近红外Ⅱ区(900～1700nm)波段的荧光成像因其低散射的优势,能提供高分辨率的生物体血管和器官的细节,近年来已成为研究热点。然而,该领域的研究仍然面临着缺乏合适的荧光探针及成像系统的挑战,在非人灵长类动物模型上的研究也非常有限。本文基于目前面临的困难,着重完成了如下的工作:一、在非人灵长类动物上实现了高分辨率的近红外Ⅱ区荧光脑血管显微成像。我们自行搭建了两套适用于大动物成像并能多角度自由调节的系统,利用临床认证的近红外荧光染料吲哚菁绿,在猕猴上开展了脑血管成像实验。其中,宽场显微成像系统采用“面激发、面探测”模式,具有很高的时间分辨率(25帧每秒),实现了脑血管血流速度和心率的测量;共聚焦显微成像采用“点扫描、点探测”的模式,具有很高的空间分辨率,实现了 8 μm左右的分辨率,在0～470 μm范围内重构了三维脑血管图像。二、首次实现了基于聚集诱导发光材料的近红外Ⅱb区(1500～1700 nm)荧光活体成像。利用高量子效率聚集诱导发光纳米探针在小鼠上开展了一系列的活体成像实验,其中全身血管显影背景很小,胃肠道显影能够清晰分辨出体内脏器结构,同时穿颅脑血管成像具有10 μm左右的分辨率。相对于近红外Ⅱ区,成像品质大幅提升。本论文的工作为研究脑血管相关的大脑功能、疾病机理等方面提供了方法,也为基于有机材料的近红外Ⅱb区荧光活体成像提供了有益的探索。