随着生物化学领域科技的不断发展,如何更好的治疗癌症成为科研工作者们所关心的问题。光既可作为触发诱导手段释放药物等活性物质,用于治疗等方面的应用,也可以作为治疗方式,其中光动力治疗方案自被提出以来,由于其相比于传统的肿瘤治疗手段具有显著的优势,例如通过分子结构的设计,能够将光敏材料靶向肿瘤组织,或者通过光照时长来控制治疗的进度等,故而受到人们广泛的关注。但是光动力疗法对氧气的依赖度极高,而肿瘤内部乏氧的环境会大大限制其治疗的效果,同时大多数肿瘤都生存在生物体内部,所以光疗时对于光源的穿透深度有较高的要求。因此如何利用肿瘤内部的乏氧环境,在进行光动力治疗的同时也能够提升治疗效果成为亟需解决的问题。而如何在不影响生物体正常生理功能的条件下,敏化材料能够准确靶向目标,同时可以被近红外光源激发,也是肿瘤治疗过程中所需要解决的问题。对于以上问题开展的主要研究内容如下:(1)对于传统光动力治疗过程中的乏氧问题,大多数分子改良方案都是设计携带氧气或能够内部释放氧气的基团,从而提高治疗效果。但是这无法从根本上解决乏氧的问题,我们通过设计并合成Ru(bpy)3和DNCP衍生物(DNCP-F,DNCP-Me,DNCP-Me O)组合成分子组,利用三线态-三线态湮灭(TTA)上转换释放过程,将具有光触发诱导释放功能性分子的化合物与光敏剂相结合,实现在有氧条件下可以进行光动力治疗,而在氧气耗尽后能够通过三线态-三线态湮灭(TTA)上转换释放一氧化碳分子进行治疗。通过紫外-可见吸收光谱和核磁共振波谱的测试分析,我们证实在体外通过上转换释放过程能够实现治疗小分子的激活释放。进一步的,我们对几组分子组分别进行反应动力学计算,并对其进行分析总结。(2)大多数传统光敏剂的激发波长较短,导致在光动力治疗过程中激发光源的穿透深度受限,从而进一步的影响治疗效果。我们通过设计合成了四嗪-花菁(Tz-Cy7)化合物,在测试分析过程中证实这是一种近红外染料,并且在文献中已被证实具有光疗的特性,近红外的激发光源会大大提高其组织穿透深度。此外,四嗪-花菁中的四嗪单元可以与降冰片烯发生生物正交反应,这便为靶向治疗提供了设计可能,通过提前将降冰片烯单元固定于特殊位置,再引入四嗪-花菁化合物,由于生物正交反应的高选择性,高反应活性和高产率等特性,能够实现更加精确的光疗或生物成像等应用。