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本文介于肝癌的高危害性,开展了肝癌的诊断和治疗研究,主要涉及靶向探针设计和性能评价及靶向药物合成和作用机理的研究。第一,发展的9种pH探针均能在酸性pH环境中经由探针中罗丹明基团N原子的质子化促使螺环结构开环,形成π电子共轭从而实现荧光turn on。探针对HepG2细胞的识别能力呈现葡萄糖配体<乳糖配体<半乳糖配体,证实半乳糖基团能特异性识别HepG2细胞,该亲和力受识别基团的体积大小影响。半乳糖配体探针对HepG2细胞的识别能力满足RDGal12+探针均能选择性识别Hg2+,作用稳定。探针对Hg2+的检测具有可逆性,有利于探针循环使用。5μmol/L探针对Hg2+的检测限低至10-8mol/L,可用于痕量Hg2+检测。探针与Hg2+按照1:1结合,推断荧光turn on机理为:Hg2+破坏探针中罗丹明基团的螺环结构,开环后的大共轭结构导致光诱导电子转移（PET）效应被抑制,荧光激活。探针对Hg2+的荧光响应最适宜pH范围为3.5-6.5,适用于癌细胞弱酸性微环境。探针能够在生物体内被Hg2+点亮荧光,荧光响应值在HepG2细胞中满足Gal>Lac>Glu,在其他细胞中无显著变化,Hg2+诱导探针Gal在HepG2细胞中激发出最强的荧光信号。Gal对HepG2细胞的荧光标记具有浓度和时间依赖性,且对HepG2细胞无毒性,可用于肝癌细胞Hg2+的安全监测。探针Gal能选择性标记HepG2细胞,为肝癌靶向研究提供了思路。第三,构建了肝癌靶向药物5-氟尿嘧啶衍生物5-FUGal以及3种异甘草素衍生物ISL1、ISL2和ISL3。5-FUGal对HepG2细胞无毒性,ISL1对HepG2细胞的致死率最高(IC50为4.62×10-5 mol/L)。利用基于同位素标记相对和绝对定量（i TRAQ）技术的蛋白质组学对ISL1的靶向治疗机理展开研究。ISL1诱导的差异表达蛋白质共393种,其中54种蛋白质表达上调,339种蛋白质表达下调（Ratio>1.5 or<0.67）。揭示ISL1的靶向治疗机理为:ISL1诱导HK2表达下调,抑制糖酵解途径,诱导细胞凋亡;诱导PEPCK表达下调,抑制糖异生通路,遏制肿瘤细胞生长;诱导Akt1和IKK表达下调,激活下调的Akt/IKK/NFκB信号通路,抑制依赖NFκB的基因转录,遏制细胞生长,或是诱导下调的NO/c GMP/PKG/CREB信号通路,负调控CREB活性,诱导细胞凋亡;诱导Cyt C表达上调,线粒体释放Cyt C,激活Caspase-9,级联剪切激活Caspase-6和Caspase-7,促使细胞凋亡。ISL1抑制细胞增殖和生长,激活由线粒体途径所介导的细胞凋亡,可作为靶向肝癌的潜在治疗剂;具有抗肝癌活性的功能蛋白质HK2、Akt1、IKK、PEPCK和Cyt C可作为候选蛋白质。第四,构建了靶向肝癌细胞的糖基金属卟啉衍生物Zn TPPGal,其具有出色的荧光属性,金属Zn（Ⅱ）的介入可影响卟啉的光谱性质。Zn TTPGal能够被HepG2细胞内吞,四触头半乳糖基对ASGPR的选择性识别,促使化合物快速在HepG2细胞内聚集,激发出高强度的红色荧光,可用于药物示踪;Zn TPPGal对HepG2细胞具有高致死率(IC50为0.91×10-5 mol/L),即对肝癌细胞具有特异性靶向治疗作用。利用i TRAQ定量蛋白质组学研究Zn TPPGal的靶向作用机理。鉴定到差异表达蛋白质共475种,其中174种蛋白质表达上调,301种蛋白质表达下调（Ratio>1.5 or<0.67）。揭示Zn TPPGal的靶向作用机理为:Zn TPPGal诱导EGFR表达下调,抑制Ras/Raf/MEK/EPK信号通路,遏制细胞增殖,或是阻断PI3K/Akt/m TOR信号通路,促使细胞凋亡;触发内质网应激,诱导ASK1表达上调,激活ASK1/MKK7/JNK细胞凋亡信号通路;诱导Cathepsin D表达上调,裂解激活Bid,级联激活Bax和Bak,导致线粒体膜透化,诱导细胞凋亡;诱导Rho和JNK表达下调,阻断应激转导,抑制Rho/JNK信号通路,导致细胞凋亡;诱导Rag B和Rheb表达上调,正向调控激活m TOR信号通路,抑制自噬途径。Zn TPPGal抑制细胞增殖、生长和存活,主要通过内质网应激途径和线粒体途径激活细胞凋亡,不激活细胞自噬,可作为靶向肝癌的潜在治疗剂;功能蛋白质EGFR、ASK1、Cathepsin D、Rho、JNK、Rag B和Rheb可作为抗肝癌的候选蛋白质,用于肝癌治疗和药物研发。