光动力治疗（PDT）是一种使用无毒副作用的光敏剂（PS）在光照下与分子氧反应产生有细胞毒性的活性氧物种（ROS）,从而达到高选择性地杀死肿瘤细胞或组织的治疗手段。相比于传统的癌症治疗方法,PDT具有创伤小、全身毒副作用低、实施方便和耐药性低的特点。而今,PDT已成为各种癌症如肺癌、前列腺癌、胃肠癌和皮肤癌等的一种重要治疗方法。其中,光敏剂对于PDT效果起着至关重要的作用,设计开发新的光敏剂是一个重要的研究课题。目前在临床上被广泛应用的光敏剂是卟啉类大环化合物。咔咯是一种结构类似于卟啉的四吡咯大环化合物,具有良好的光物理和光化学性质,近来在PDT、催化、传感器和电化学等方面的应用已引起了广泛的兴趣。此外,金属咔咯配合物也表现出了一些有趣的光物理和光化学性质,例如更高的荧光量子产率,并且结构丰富多样。咔咯及其金属配合物的光动力抗癌研究已经成为当代卟啉化学的重要研究课题。但是,疏水性一定程度上限制了咔咯作为光敏剂的应用。基此,本文合成了两亲性的羟基取代基咔咯及其金属配合物,并利用纳米技术手段提高其生物亲水性和生物相容性,研究了其体内外光动力抗肿瘤活性,主要研究内容如下:（1）合成并表征了一系列单羟基咔咯即5,15-二（五氟苯基）-10-（2-羟基苯基）咔咯（1）、5,15-二（五氟苯基）-10-（3-羟基苯基）咔咯（2）、5,15-二（五氟苯基）-10-（4-羟基苯基）咔咯（3）及其锰（III）、铁（III）和铜（III）金属配合物。通过紫外-可见光谱滴定和荧光光谱研究发现过渡金属咔咯配合物与CT-DNA均通过外部模式结合。5,15-二（五氟苯基）-10-（4-羟基苯基）咔咯铁（III）配合物（Fe3）在光照下对人肺癌A549细胞有显著的光毒性,而对人正常胃黏膜细胞（GES-1）则几乎无毒性。经过光动力处理后,Fe3可以引起A549细胞阻滞在G2/M期,降低线粒体的膜电位,诱导肿瘤细胞凋亡,表明了铁（III）咔咯在光动力抗癌中具有潜在应用。本研究扩展了过渡金属咔咯配合物在PDT中的应用。（2）研究了咔咯1-3及其镓（III）配合物（Ga1-Ga3）的PDT活性,并评估了它们的急性毒性。发现自由单羟基咔咯及其镓（III）配合物的PDT效果受羟基取代基的位置影响较小。在所研究的咔咯中,Ga3对乳腺癌细胞的光动力抗肿瘤活性最好,选择性最高。3和Ga3主要定位在线粒体和溶酶体中,在光照下可明显升高细胞内活性氧浓度,引起线粒体膜电位下降,从而激活线粒体凋亡通路,导致肿瘤细胞凋亡。急性毒性实验结果显示3和Ga3具有良好的生物相容性。（3）采用聚乙二醇(m PEG₂₀₀₀)共价修饰咔咯3及其镓配合物Ga3以提高咔咯的水溶性。在室温下通过自组装制备尺寸约在80 nm左右的球形纳米粒子NP3和NPGa3。电子吸收光谱和稳态荧光光谱显示NP3和NPGa3具有咔咯的光物理学性质,其水溶液在光照下能有效产生单线态氧。此外,NP3和NPGa3在酸性条件下（p H=4.5）可以释放出3和Ga3。动物实验表明NP3和NPGa3光照下对乳腺癌有良好的PDT活性,并对主要器官组织无明显的毒副作用。（4）将NP3和NPGa3与阿霉素（DOX）共组装制备了尺寸约为100 nm左右的纳米材料NP3/DOX和NPGa3/DOX。细胞毒性实验显示NPGa3/DOX和NP3/DOX对人乳腺癌MDA-MB-231细胞有较好的光毒性,并且优于单独的化疗或单独的光动力治疗。利用NPGa3/DOX和NP3/DOX实现了对肿瘤的光动力治疗-化学治疗协同治疗。