合成染料与遗传编码蛋白标签的化学遗传学融合为体内成像提供了一条有前途的途径。由于缺乏在组织透明度近红外窗口(NIR, 700 - 1700 nm)中工作的明亮和荧光染料，其充分潜力受到阻碍。我们报道了2X-罗丹明(2XR)，这是一种新型结构，允许开发活细胞兼容，NIR激发的变体，具有超过1000 nm的强荧光性。2XR采用刚性π骨架，具有双原子桥，并通过基于螺体的荧光机制发挥作用。该设计提供了更长的波长，更高的量子产率，并且与目前使用的近红外荧光罗丹明相比，增强了水中的荧光性。我们展示了它们在视频速率动态成像和靶向深层组织分子成像中的出色表现。我们开发了2XR变体2XR715-HTL，这是一种近红外荧光配体，用于HaloTag蛋白，使近红外基因编码的钙传感成为可能，并首次展示了超过1000 nm的体内化学遗传标记。我们的工作扩展了近红外荧光工具库，为化学遗传学方法的体内成像和传感铺平了道路。