近年来,癌症已经上升为全球人类共同面临的艰难挑战之一。随着顺铂被发现具有抗肿瘤活性以来,金属抗癌药物引起了广大药物研究学者们的密切关注。但随着顺铂在临床上的不断深入研究,其严重的毒副作用以及耐药性在一定程度上限制了铂类化合物的生物利用度和临床应用。因此,寻求一种新型的低毒性、高效率且不容易产生耐药性的金属抗癌药物具有重要的现实意义。在本文中主要研究了16种多吡啶类金属铜、钴、镍、钒配合物的抗肿瘤活性,并对其机制进行了一系列的探究。其主要内容如下:对4例单、双核钴配合物:[Co2（HL~1）2Cl2]（PF6）2（1）,[Co2L~2（OAc）2（CH3OH）4]（Cl O4）2（2）,[Co2L~3（OAc）2（CH3OH）4]（Cl O4）2（3）,[Co L~4Cl2]（4）进行了抗肿瘤活性探究。首先利用MTT比色法对几种钴配合物在体外的抗肿瘤活性进行了筛选,结果表明四种钴配合物的抗肿瘤活性大小为1＞2≈3＞4。紫外-可见光谱法表明配合物1在溶液中具有良好的稳定性。进一步通过Hoechst 33342染色、细胞内ROS水平测定、线粒体膜电位检测对配合物1的抗肿瘤机制进行了探究,结果表明该配合物诱导了线粒体膜电位降低、ROS活性氧水平升高等一系列线粒体事件,同时对肿瘤细胞的侵袭及内皮细胞的体外血管生成具有一定的抑制作用。以含氮多齿吡啶类化合物作为配体,合成了9例铜配合物:[Cu3（L~5）2（OAc）6]∞（5）,[Cu L~5Br2]（6）,[Cu L~5Cl2]（7）,[Cu（L~5）2]（Cl O4）2（8）,[Cu L~6]（Cl O4）（9）,[Cu L~7]（Cl O4）（10）,[Cu L~8Cl]（Cl O4）（11）,[Cu L~8Br]（Cl O4）（12）,[Cu L~8（NO3）]（Cl O4）·H2O（13）,其中配合物5-10为未见文献报道的全新金属配合物,利用X-射线单晶衍射、红外光谱以及质谱确定了这几种配合物的晶体结构并进行了表征。此外,利用MTT法检测了9种铜配合物对4种癌细胞的体外毒性作用,结果表明配合物5、9、11、12和13具有明显的抗肿瘤活性。紫外-可见光谱结果表明配合物11-13在乙腈水溶液中具有极好的稳定性。进一步通过系列荧光探针以及Annexin V-FITC/PI双染法对其抗肿瘤机制进行探究。结果表明配合物11-13可能是由于细胞内的ROS累积引起线粒体功能障碍最终导致细胞凋亡,此外配合物11-13还表现出良好的抑制肿瘤细胞侵袭和体外血管生成的活性。对两个多吡啶类双核镍配合物以及一例钒配合物:[Ni2（HL~1）2Cl2]（PF6）2（14）,[Ni2（H L~1）2Cl2]（Cl O4）2·3H2O（15）,[VOL~8]SO4（16）进行抗肿瘤活性探究,其中配合物16为未见文献报道的全新金属配合物,我们进一步利用质谱对其进行了表征。MTT实验结果表明配合物15和16对于NCI-H460细胞均表现出明显的细胞毒性作用。进一步利用各种荧光探针对其凋亡途径进行探究,发现配合物15-16可能是通过上调ROS的水平、降低线粒体膜电位导致细胞凋亡,不仅如此钒配合物还表现出良好的抑制肿瘤细胞侵袭和转移的能力。本文总共研究了16种多吡啶类金属配合物,并对配合物5-10的晶体结构进行了解析和表征。采用系列荧光探针探究了部分金属配合物的抗癌活性,并利用Trans-Well小室和体外血管生成实验探究了配合物对于肿瘤细胞侵袭及转移的影响。旨在为金属抗癌药物的研究提供一定的理论基础,对于设计合成低毒高效的非铂类金属药物具有一定的现实意义。