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摘要癌症是当今严重威胁人类健康的疾病之一。光动力疗法作为近年来新兴的癌症治疗手段，具有创伤小、副作用低、选择性好、适用性强等优点，但其仍受氧气浓度，所产生活性氧物种有限的扩散距离和短的寿命等因素限制。作为α-螺旋肽优异的非肽模拟物，金属-有机螺旋结构能够对生物大分子，如DNA、蛋白质靶标表现出增强的结合亲和力和立体选择性。利用螺旋结构与生物大分子间强的相互作用，能够将特定光激发下所产生的活性氧物种直接作用于靶标分子，从而为有效提高光动力治疗过程中活性氧物种的利用率和杀伤性、高效诱导癌细胞死亡提供有效方法。但如何可控获得立体化学信息明确、结构稳定、具有光动力活性的手性螺旋结构是现阶段该领域需要解决的关键科学问题。<br>　　过渡金属 Ir(Ⅲ)配合物生物相容性好、光物理化学性质易调。其长的三重激发态寿命和优异的光化学稳定性利于高效敏化氧气产生活性氧物种，近年来在光动力治疗领域显现出了巨大应用前景。利用程序化层级组装方法，本论文可控的合成了三对光学纯双核Ir(Ⅲ)金属-有机双螺旋结构，并对其抗肿瘤活性研究进行了深入研究。具体内容如下：<br>　　（1）利用程序化层级组装策略，首先成功合成了异硫氰酸酯功能基团修饰的手性单核 Ir(Ⅲ)配合物构筑模块 Λ/Δ-Ir-NCS。随后，将其分别与过量的手性 1,2-环己二胺（RR/SS-DACH）反应，得到两对半螺旋中间体结构ΔS4/ΛR4和ΛS4/ΔR4；进一步，将所获得半螺旋结构分别与 Λ/Δ-Ir-NCS 反应，从而成功获得了三对手性双核 Ir(Ⅲ)金属-有机双螺旋结构：包括两对同手性的双螺旋结构（Δ2S4-Hbpy/Λ2R4-Hbpy和Λ2S4-Hbpy/Δ2R4-Hbpy）和一对异手性的双螺旋结构(ΔS4Λ-Hbpy/ΔR4Λ-Hbpy)。通过高分辨质谱、1D，2D核磁谱图，圆二色谱等对所获得的金属-有机螺旋结构进行了详细表征。<br>　　（2）深入研究了螺旋结构对映体Δ2S4-Hbpy/Λ2R4-Hbpy，Λ2S4-Hbpy/Δ2R4-Hbpy和ΔS4Λ-Hbpy/ΔR4Λ-Hbpy的光动力治疗效果。对于人肺癌A549细胞系，所得双核Ir(Ⅲ)螺旋结构均表现出低的暗毒性((IC50)dark ＞ 200 μM)。但在 30 mW/cm2光照条件下，它们的光毒性差异显著。其中 Δ2S4-Hbpy相较于其他五种金属螺旋结构展现出最大的光细胞毒性指数(PI)，达到 22448。分子机制研究表明，在“诱导-契合”识别过程中，螺旋结构与目标蛋白结构域增强的结构相容性主导了它们的抗癌活性，其中金属螺旋结构的“柔性”使它们能够适应靶细胞周期激酶CDK1蛋白口袋。进一步纳米化的生物素功能化聚合物使金属螺旋具有更高的肿瘤靶向性和体内生物利用度。