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BODIPY荧光染料以其优良的光物理学性质和结构易于修饰等特性在肿瘤的诊断与治疗领域取得了重大进展。目前大多数的工作主要集中于BODIPY荧光染料的合成方法以及体外性质表征层面的研究。但BODIPY荧光染料存在的缺点,如近红外BODIPY荧光染料往往存在水溶性差而容易被机体快速代谢,缺乏环境响应性而增大了环境的背景干扰,没有靶向性而增加了材料的毒副作用,这些缺点往往限制了其在生物体内的应用。因此本论文以荧光团氟硼二吡咯(BODIPY)为核心构建了两种结构不同的光敏剂,同时设计合成了一系列的基于BODIPY两亲性聚合物,探讨其在光动力治疗、核酸载体与药物载体等癌症治疗领域的应用。本论文主要分为以下三部分:1)设计合成了两种meso位不同取代基的BODIPY类光敏剂BPOI和BPCI。实验结果表明BPOI与BPCI两种光敏剂具有低毒性,且易于被细胞摄取。环境极性对meso位为吸电子取代基的光敏剂BPCI活性氧产生的能力无影响。但是meso位为给电子取代基的光敏剂BPOI在高极性环境中产生活性氧速率慢,而在低极性环境中产生活性氧的能力大大增强。这一特征可用于肿瘤细胞内的环境选择性光动力治疗。2)设计合成了一系列基于近红外BODIPY荧光团的两亲性聚合物。在固定近红外BODIPY荧光分子作为两亲性聚合物疏水链的基础上,经过多步的反应,成功合成了以聚乙二醇(PEG)作为亲水链的目标化合物BCPG-1与BCPG-2,以树枝型分子(Dendrimer)作为亲水链的目标化合物BCD-1与BCD-2,以聚乙烯亚胺(PEI)作为亲水链的目标化合物BCP与BCPSP等六种不同结构与性质的两亲性聚合物,对两亲性聚合物形成胶束的能力及物理化学等性质进行了表征,探讨它们在小分子药物、核酸药物载体方面的应用。在BCP的基础上修饰得到目标化合物BCPSP,还原响应性亲水PEGSS链的引入,即降低了 BCP的细胞毒性,也使得胶束在水溶液中更加稳定,因此BCPSP将是一种良好的两亲性聚合物药物与核酸载体。3)设计构建了一种基于BODIPY荧光团的荧光"点亮"型肿瘤药物载体,该载药体系能实现肿瘤的荧光成像和对药代动力学过程的监测。BCPSP/DTX胶束的PEG外壳能与水分子形成薄膜,阻止其与蛋白质的作用,延长胶束的血液循环时间,因为EPR效应胶束而在肿瘤的富集增加。当胶束位于肿瘤组织细胞表面或进入细胞内时,GSH的浓度增大,PEG开始剥落,胶束的正电荷暴露增加了胶束的组织穿透能力与细胞吞噬量。当PEG链进一步脱落,胶束解离破裂形成含有BODIPY的分子碎片,碎片分子进一步与周围环境中蛋白质的低极性疏水性空腔相互作用,环境极性的降低导致荧光恢复。将材料经尾静脉注射4h后,其主要分布于肝脏和肾脏;12h后,肿瘤部位材料的浓度显著增加。在荷瘤小鼠体内的肿瘤以及主要器官中,药物浓度与荧光强度具有很好的相关性,这就为我们从时间和空间上进行药代动力学监测提供了可能性。同时,BCPSP/DTX胶束可以有效抑制肿瘤生长,且未被肿瘤组织吸收的胶束可以通过肝肠代谢途径被完全排除出体外。我们构建了一种安全有效的抗肿瘤药物载体体系,并且通过预测体系在时间和空间上的药代动力学信息可以为个性化治疗提供更加全面的评估资料。