以金属配合物作为抗肿瘤药物以及金属配合物与生物大分子如DNA、蛋白质之间的相互作用研究一直是生物无机化学研究热点。顺铂是当今应用最为广泛的抗肿瘤药物之一，但在使用过程中表现出的一些副作用，如毒性较明显及抗药性的产生等严重制约了它的治疗效果。因此设计合成具有不同于顺铂作用机理的新型、高效、低毒的金属配合物抗肿瘤药物具有重要的现实意义。研究金属配合物与DNA之间的相互作用为我们设计合成新型抗肿瘤药物提供了坚实的理论基础，同时随着基因工程的迅猛发展，以金属配合物作为人工核酸酶的研究受到了人们的广泛关注。高效且具有良好序列选择性的人工核酸酶成为这一领域的研究目标。本论文即围绕新型金属抗肿瘤药物和人工核酸酶的设计、合成及生物活性两方面进行研究。 本论文第一部分内容为金属配合物抗肿瘤药物研究，共分为三章：第一章综述了具有抗肿瘤活性的金属化合物研究进展，重点描述了新型的违背经典构效关系的铂类抗肿瘤药物的研究，比如多核铂配合物、反式结构铂配合物、单功能铂配合物及四价铂配合物等。此外，对含有其它类型金属如Cu、Au、Ru和Ti等非铂类抗肿瘤金属化合物也进行了阐述。 第二章我们选择了两个含有苯环的二胺配体dadpm和bamb作为桥联基团，合成了两种双核Pt(Ⅱ)配合物：cis-[{Pt(NH3)2Cl}2μ-dadpm](NO3)2(1)和cis-[{Pt(NH3)2Cl}2μ-bamb](NO3)2(2)。这两个双核铂配合物对人非小细胞肺癌细胞系A-549和人胃癌细胞系SGC-7901均表现出中等强度的抑制作用，且对A-549细胞系的活性强于顺铂。桥联配体的柔性强度对配合物细胞毒活性有影响，以柔性较强的桥联配体dadpm形成的双核铂配合物1，活性相对较高，这为设计合成具有更高活性的多核铂类抗癌药物提供了进一步的实验基础。 第三章我们合成了两种新型的8-氨基喳啉-蛋氨酸衍生物Cu(Ⅱ)配合物[Cu(CMQA)(H2O)](Ⅰ)和[Cu(MQA)(Ac)](Ⅱ)。这两个配合物具有相似的配位化学构型，但它们的细胞毒活性及与GSH之间的反应性能差异很大。配合物Ⅱ对P-388小鼠白血病和A-549肺癌细胞系都有明显的抑制作用，且在大多数实验浓度范围内的活性强于顺铂，而配合物Ⅰ对所测的两个细胞系的抑制作用均较弱。活性弱的配合物Ⅰ可与GSH相互作用，而活性强的配合物Ⅱ则不与GSH反应，这种差异可能是由于GSH对Cu的去毒性作用引起的。这一研究结果表明，GSH可能成为一种检测Cu(Ⅱ)配合物细胞毒活性的探针。 本论文的第二部分为DNA的氧化切割研究，共分为三章：第四章综述了DNA氧化切割的研究概况，重点描述了几类主要的切割体系，如Cu-phen(1，10-菲咯啉)体系、Fe-EDTA/H2O2体系、金属卟啉、Fe(Ⅱ)-bleomycin体系及具有光活性的八面体Rh(Ⅲ)配合物等。 第五章我们合成了一种新型三元1，10-菲咯啉-缬氨酸-铜(Ⅱ)配合物，该配合物对HL-60和SGC-7901两组肿瘤细胞系显示出良好的体外细胞毒活性，并且在绝大多数的实验浓度范围内活性强于顺铂。配合物以嵌入方式与DNA结合，以抗坏血酸作还原剂，配合物还能显著的切割超螺旋pBR322DNA。机理研究表明，该切割反应的活性物种可能为羟基自由基。L-缬氨酸的引入可能使配合物与DNA之间发生选择性相互作用，并且L-缬氨酸作为辅助配体，可能有效的改变Cu-phen配合物的人工核酸酶活性和抗肿瘤活性。 第六章我们研究了一种新型双核铜配合物[Cu2(phen)3(dipic)-(OH)]·Na·ClO4·2H2O的DNA切割活性。该配合物在较低浓度下即表现出很高的DNA切割效果，且随着配合物浓度的增大或反应时间的增加，切割活性显著的增强。同时该双核配合物的切割活性强于同浓度的单核铜配合物[Cu(phen)2(H2O)](NO3)2，表明在该双核配合物两个金属中心铜离子之间有一定的协同作用。 .