本发明涉及荧光探针技术领域，特别涉及一种线粒体靶向的荧光探针及其合成方法和应用。所述荧光探针为紫色固体，简称为Cy₁₃₂₁，Cy₉₇₂。合成方法包括如下步骤：(1)将酰氯类化合物用恒压滴压漏斗滴入F₄₉₆中，加入三乙胺，冰浴滴加，常温反应，(2)反应结束后，将反应液用旋转蒸发仪旋干，即得固体产物。所述荧光探针用于活细胞内线粒体荧光显微成像，用于体外极性检测细胞变化。本发明所提供的一种用于线粒体靶向荧光探针的长波长在近红外部分，在细胞中毒性低，对生物体活细胞危害较小。其次，本发明应用于靶向活细胞中的线粒体，进一步推动了生物小分子在生命体中作用的探究。