癌症是目前最致命的疾病之一,传统的癌症治疗,包括手术、放疗和化疗,会导致严重的副作用,造成正常器官功能的丧失。相比之下,光动力疗法（PDT）更可控,能够有选择性地破坏肿瘤细胞而对正常组织损害较小。PDT包括通过静脉注射或腹腔注射将光敏剂注入癌症患者。根据药物的药代动力学特性,肿瘤在最大药物摄取时被光照,这一过程最终产生单线态氧,即一种细胞毒素,这是破坏肿瘤的关键因子。因此,光敏剂的选择对于PDT的疗效起着决定性作用。作为卟啉的类似物,咔咯化合物也拥有着成为PDT光敏剂的巨大潜力,镓咔咯已被报道具有良好的光动力抗肿瘤活性。此外,重原子效应可以增强光敏剂产生单态氧的能力,提高PDT疗效。基于此,本论文设计并合成了一系列卤代咔咯镓（III）配合物,研究了它们与DNA的相互作用及其光动力抗肿瘤活性。主要研究内容如下:1、合成了四种卤代free base咔咯及其镓（III）配合物,并利用紫外-可见电子吸收光谱（UV-Vis）、高分辨质谱（HRMS）、核磁共振氢谱（~1H NMR）、氟谱(19F NMR)、碳谱(13C NMR)、傅立叶变换红外光谱（FT-IR）对产物进行了表征,确定了所合成的化合物即为设计的目标化合物。2、通过紫外-可见光谱滴定及荧光光谱滴定法研究了四种卤代咔咯镓（III）配合物与CT-DNA的相互作用,结果表明四种镓咔咯均以外部结合模式与CT-DNA发生相互作用,其中1-Ga与CT-DNA的相互作用最强。3、通过电子吸收光谱测试了四种卤代咔咯镓（III）配合物的光稳定性及其在不同溶剂体系中的自聚集行为,结果表明3-Ga的光稳定性是最好的;在DMF中,四种镓咔咯在测试的浓度范围内均没有表现出自聚集行为,而在DMF/Tris-HCl溶剂体系中,4-Ga在浓度达到40μM后发生了一定的自聚集行为。此外,还通过EPR测定了四种卤代咔咯镓（III）配合物产生单线态氧的能力,结果表明3-Ga的单线态氧产率是最高的。4、通过MTT法研究了四种卤代咔咯镓配合物在暗条件及光照条件下对三种肿瘤细胞（A549-肺癌,231-乳腺癌,Hep G2-肝癌）及两种正常细胞（HSF和Huvec）的体外毒性,结果表明镓咔咯对细胞的暗毒性和光毒性取决于细胞种类,其中3-Ga对Hep G2细胞的光动力效果最好。5、通过共聚焦显微镜及流式细胞术探究了Hep G2细胞对3-Ga的摄取情况,结果表明3-Ga可以透过细胞膜被Hep G2细胞有效吸收。光条件下3-Ga在Hep G2内可以有效产生活性氧物种并引起细胞内的线粒体膜电位下降,流式细胞术表明3-Ga可以诱导Hep G2细胞发生凋亡并将其阻滞在sub-G0期。6、利用BALB/c小鼠对3-Ga的体内急性毒性进行了简单的评估,结果表明当尾静脉注射剂量不超过10 mg/kg时,3-Ga对BALB/C小鼠没有明显的急性毒性。