卟啉/咔咯及其金属配合物在光学材料与生物化学方面的应用受到人们的关注。一系列以修饰卟啉/咔咯周边为基础的新型的四吡咯大环化合物正在飞速的发展,其中引人关注的一类是将具有生物活性的荧光染料修饰于四吡咯大环化合物的周边,期望达到改进其光物理性质及增强生物活性的目的。香豆素在这一类染料中取得了科研工作者的一定关注,由于其较高的荧光量子产率和良好的抗肿瘤、抗菌和抗炎症效果。四吡咯大环化合物-香豆素复合物已有一定的研究基础,主要研究动力在于这一类化合物可潜在应用于有机发光材料、太阳能电池材料和荧光探针等。另外,这一类化合物在治疗癌症中的潜在应用也引起了科研工作者的浓厚兴趣,但这方面的研究还相对较少,在卟啉/咔咯-香豆素二元体中未见报道。本文设计合成一系列不同取代基的咔咯/卟啉化合物及其金属配合物,研究了它们的光物理性质和光动力活性。并首次探究了咔咯/卟啉-香豆素二元体与DNA相互作用及体外光动力抗肿瘤活性。主要研究内容如下:（1）合成了一系列meso位羟基苯基取代的咔咯化合物（1³）即5,15-二（五氟苯基）-10-（2-羟基苯基）咔咯、5,15-二（五氟苯基）-10-（3-羟基苯基）咔咯、5,15-二（五氟苯基）-10-（4-羟基苯基）咔咯,并制备了相应的镓配合物（1-Ga³-Ga）。单晶培养得到咔咯2的单晶结构。结果表明羟基咔咯同分异构体均表现出良好的PDT抗肿瘤活性,初步机理探究为ROS介导的细胞凋亡。（2）本论文合成了meso位醛基苯基取代的咔咯化合物（4）即5,15-二（五氟苯基）-10-（3-醛基苯基）咔咯及镓配合物4-Ga。这种化合物与之前报的磺酸基取代的咔咯不同,它可以在不加入任何辅助蛋白的条件下,顺利的进入细胞,并表现出良好的PDT抗肿瘤活性。但与羟基咔咯相比,其体外光毒性和暗毒性均更低。（3）利用两步法合成了一种咔咯-香豆素二元体5及其镓配合物5-Ga。从紫外-可见吸收光谱、荧光光谱及时间分辨荧光光谱可观察到从香豆素到咔咯的基态能量转移过程。MTT法表明镓咔咯-香豆素二元体具有潜在的PDT抗肿瘤活性,可顺利进入肿瘤细胞,产生ROS促使肿瘤细胞凋亡,并将细胞周期阻滞至S期。但二元体的抗肿瘤活性远低于单体咔咯1-Ga⁴-Ga,这可能与二元体的结构有关。（4）采用简便高效的方法合成了一系列卟啉-香豆素二元体（9¹1）,利用柔软的醚键将香豆素分别连接在卟啉meso-位苯环的邻位、间位和对位,来调节卟啉分子和香豆素的相对位置。晶体培养得到二元体9与11的单晶。利用紫外、荧光及时间分辨荧光光谱确定了从香豆素到卟啉的分子内能量转移过程,观察到二元体9的能量转移效率和速率都明显高于11。对二元体的瞬态吸收光谱进行拟合后,得到三个寿命τ₁(S₁→S_0、S₁→T₁)、τ₂（S₂→S₁）、τ₃（S₁^*→S₁）,结果可知邻位二元体9（τ₁=0.46 ps、τ₂=35 ps、τ₃=6253 ps）的均长于二元体11(（τ₁=0.29 ps、τ₂=28 ps、τ₃=2698 ps）。（5）采用紫外光谱、荧光光谱、粘度、分子模拟和琼脂糖凝胶电泳研究了卟啉-香豆素二元体与ct-DNA的相互作用和光核酸酶活性。结果表明,二元体与ct-DNA以外部结合模式结合,结合在DNA的大沟位置,结合常数分别为:3.24×105（9）,3.05×105（11）,3.04×10⁵（9-Zn）,4.88×10⁵（11-Zn）。光核酸酶活性遵循以下顺序:11-Zn<11<9-Zn<9。MTT法表明二元体在6个肿瘤细胞系（Bel-7402,A549,SiHa,Hela,Sgc-7901,PC-12）表现出低毒性,同时镓卟啉-香豆素二元体可进入细胞并发出明亮的红色荧光,可能作为潜在的细胞荧光染料。