富含鸟嘌呤(G)的人体端粒DNA在一定的条件下可以形成二级结构G四链体。这种独特的DNA结构可以抑制癌细胞中端粒酶的表达，从而起到阻碍癌细胞增殖，加速癌细胞凋亡的作用。G四链体在癌症治疗中的潜在应用促使众多的诱导形成或稳定G四链体结构的小分子化合物被设计、合成出来，用以作为潜在的抗癌药物。为合理设计药物分子，了解G四链体和小分子化合物相互作用的机理是十分必要的。然而，由于小分子化合物对G四链体结构具有不同的亲和性和选择性，并且G四链体具有高度的结构多样性，G四链体和小分子化合物发生相互作用的机理还没有得到足够的理解。　　卟啉是第一个报道的可稳定G四链体的配体。金属卟啉衍生物因金属离子的存在增强了卟啉与G四分体平面的π-π作用，可能表现出更强的G四链体稳定作用。为加深对金属卟啉和G四链体相互作用机理的认识，本论文采用紫外可见瞬态吸收光谱，对阳离子卟啉TMPyP4的金属衍生物（锌卟啉、钒卟啉）与四种重要的G四链体:(TG4T)4，(G4T4G4)2，AG3(T2AG3)3和TBA的相互作用机理进行了系统研究。　　一、五配位的锌卟啉与G四链体的相互作用　　五配位的ZnTMPyP4具有和TMPyP4相近的尺寸大小。唯一不同的是ZnTMPyP4具有一个垂直于分子平面的轴向水分子，呈金字塔形构型。尽管从结构上考虑，ZnTMPyP4轴向水分子的位阻效应会阻碍其插入到相邻的两个G四分体之间，但仍有报道表明ZnTMPyP4可插入到双链DNA[poly(dG-dC)]2的G∶C碱基对之间。因此，ZnTMPyP4轴向水分子的存在引起了人们对于ZnTMPyP4与G四链体结合模式理解的困惑。我们运用锌卟啉三重激发态作为光谱探针研究锌卟啉(ZnTMPyP4)与三种G四链体AG3(T2AG3)3，(G4T4G4)2，(TG4T)4的结合机理。通过检测ZnTMPyP4的三重态衰减动力学，揭示多种共存结合模式，并估计了每种结合模式的贡献。对AG3(T2AG3)3和(G4T4G4)2来说，插入结合模式分别占据25％和36％，末端竖堆积结合模式分别占据75％和64％;对(TG4T)4来说，末端竖堆积结合模式占据23％，半插入结合模式占据77％。结果表明轴向水的位阻效应严重阻碍了ZnTMPyP4以插入模式与G四链体的结合。进一步，我们还将三重态光谱探针方法扩展应用到ZnTMPyP4与G四链体结合比的测量。通过监测分析不同G四链体/ZnTMPyP4浓度下的三重态衰减动力学，ZnTMPyP4与AG3(T2AG3)3，(G4T4G4)2，(TG4T)4的结合比分别为1∶2，1∶1和1∶2，与传统的连续变量分析方法所得到的结果结合一致。这些结果揭示了G四链体/ZnTMPyP4体系的结合机理，并为以G四链体为标靶的抗癌药物的研究和应用提供了重要的机理信息。　　二、六配位的钒卟啉与G四链体的相互作用　　VOTMPyP4属六配位金属卟啉。其结构特点是中心金属在分子平面的一侧形成一个V=O双键，同时在分子平面的另一侧结合环境中的一个水分子。这种不同类型的轴向配位很可能会影响VOTMPyP4与G四链体的相互作用。为此，我们对VOTMPyP4与G四链体的相互作用进了探索性研究。通过测量金属卟啉配体分子的瞬态吸收光谱和衰减动力学，我们发现自由VOTMPyP4分子除了具有常见的自由卟啉类配体三重态寿命(23±0.03μs)外，还具有一种约为0.1μs的短寿命组分，我们将其初步归属为S1态的吸收。而当VOTMPyP4与G四链体结合后，我们也观察到结合的VOTMPyP4也具有两种寿命组分。较短的寿命组分均在0.2-0.5μs范围之内，归属为S1态VOTMPyP4与四链体的G碱基发生电荷转移而形成的CT态。同时较长寿命归属为结合到G四链体微环境内受到保护的VOTMPyP4分子的三重态:当VOTMPyP4与AG3(T2AG3)3，(G4T4G4)2或TBA结合时，长寿命组分分别为25.6μs、20.7μs、16.1μs对应着半插入结合模式。当VOTMPyP4与(TG4T)4结合时，长寿命组分为5.8μs，归属为末端竖堆积结合模式。这暗示着轴向配位的V=O双键阻碍了VOTMPyP4以插入的模式与G四链体结合，但可以释放的轴向水分子并不阻碍末端竖堆积模式。由双指数函数拟合的指前因子得出了两种寿命组分分别所占的比例，发现VOTMPyP4与G四链体结合后，G碱基与VOTMPyP4之间的电荷转移改变了VOTMPyP4S1态的弛豫路径，CT态取代三重态成为主要路径，造成了三重态的比重大幅度下降。这些结果为我们了解六配位金属卟啉与G四链体的相互作用提供了新的认识。