菁染料由于其独特的性能,已成为高新技术领域中非常重要的一类有机功能分子。本文综述了菁染料在各个领域中的研究进展,尤其是作为荧光探针的应用,并阐述了菁染料荧光探针的作用原理、分子结构特征、性能等,同时总结概括了相关分子的量子化学计算方法。本文以2,3,3-三甲基-3H-吲哚啉-5-磺酸钾盐为原料,首先合成了中间体N-对羧基苄基-2,3,3-三甲基-3H-吲哚啉-5-磺酸钾,然后由中间体与不同的缩合剂合成得到了新型菁染料三甲川3H-吲哚菁染料（Cy3）、七甲川3H-吲哚菁染料（Cy7）以及含氯六元桥环七甲川吲哚菁染料（Cy733）;以C18反相色谱柱对上述产品进行了分离提纯,并通过¹HNMR、ESI-MS对其结构进行确认;设计了新的合成方法“分步法”,并以该方法合成染料Cy7与α-环糊精包合物,初步探讨了其工艺条件,高效液相色谱分析结果表明,在所设定的分离条件下菁染料与环糊精包合物的保留时间为12.197 min。将菁染料Cy3应用于DNA电泳中,其实验结果初步表明:荧光检测效果优于目前使用的毒性较大的溴乙锭。紫外–可见光光谱分析结果表明,Cy3、Cy733、Cy7的最大吸收波长分别为545 nm、773 nm、739 nm;荧光光谱分析表明,其最大荧光发射波长为564 nm、794 nm、796 nm。与在水溶液中相比,染料在α/β-环糊精水溶液、Al³⁺、Zn²⁺、Sn²⁺水溶液、α/β-环糊精的阳离子(Al³⁺、Zn²⁺、Sn²⁺)水溶液中的荧光强度增大。光学显微镜观察结果表明,染料及其环糊精包合物的晶形主要为针状或多边形。在Pentium IV计算机上应用量化软件包Gaussian 03的密度泛函理论（DFT）在B3LYP/6-31G*水平下,计算得出Cy3分子各种键的键长、键角及二面角等空间结构数据及热力学参数、振动频率、分子轨道、静电势、红外光谱、拉曼光谱等数据;并通过可视化软件Gaussive、Hypychem、Chem3D进行初步的模拟和分析,为进一步研究和预测Cy7等同类染料的分子构型和性质奠定了基础。