近年来,环铱金属配合物的研究越来越受到研究者的广泛关注。环铱金属配合物的荧光发光性质主要取决于其主配体和辅助配体的改变。由于环铱金属配合物荧光量子产率高、荧光寿命长、激发及发射波长可调等诸多优点,作为荧光探针广泛应用于各类生物小分子及离子的定量检测及癌细胞成像研究中。光动力治疗法是近年来发展起来的一种新型肿瘤治疗方法,引起了较多的关注。光动力治疗的作用机理经研究表明有2种:（1）三线态光敏剂进入细胞后,直接氧化细胞内的生物大分子引发自由基氧化反应,（2）三线态光敏剂进入细胞后,在特定的细胞器上富集经过光照后产生单线态氧,单线态氧氧化该处细胞器上的生物大分子导致细胞死亡。光动力治疗产生的单线态氧对肿瘤细胞造成不可逆的损伤,从而治愈癌症。在光动力治疗的发展中,对光敏剂的开发研究是最重要的。环铱金属配合物作为一种新型光敏剂,由于其良好的靶向性使其可以精准的在肿瘤处富集,且其吸收和发射波长可调,稳定性好,量子产率高,生物兼容性好,因而是极具应用潜力的光敏药物。本论文的目的在于设计合成新型多功能环铱金属配合物,应用于pH检测和光动力学治疗研究。合成了两种pH响应的环铱金属配合物,实现了酸性介质中pH的荧光分析;两种环铱金属配合物又可作为光敏剂,实现了高效的癌细胞线粒体与溶酶体靶向的光动力治疗。该环铱金属配合物的优势是可实现酸性pH环境中的pH的荧光响应,同时环铱金属配合物由于其特殊的靶向性和高效的单线态氧产率,弥补了当前光敏剂选择性差无法有效在指定位置富集的缺点。本学位论文由引言、研究报告以及总结与展望三部分构成,共分为四个章节。第一章是本论文的引言部分,第二章与第三章是该论文的研究报告部分,第四章是该研究论文的总结与展望。第一章,简要介绍了荧光成像的机理与概念,综述了近些年来荧光成像在不同领域的应用与发展;然后介绍了环铱金属配合物的合成、荧光发光及性质的研究方法,综述了近些年来环铱金属配合物在分析应用中的研究进展,侧重综述了铱金属配合物作为小分子检测探针、生物成像探针和癌细胞治疗光敏剂三个方面的研究进展;再然后详细介绍了光动力治疗的原理和设计核心,以及光敏剂相比传统癌症治疗手段的优势和发展方向。最后则为本学位论文的研究目的及研究内容。第二章,2种环铱金属配合物的合成和表征,设计合成了两种环铱金属配合物的主配体氯桥,再合成了辅助配体,然后合成了两种环铱金属配合物。两种探针 分 别 命 名 为[（3-pba）2Ir（1-Py-βC）]+PF6-和[（3-pba）2Ir（DIP）]+PF6-。[（3-pba）2Ir（1-Py-βC）]+PF6-为酸性pH探针,在酸度高的缓冲下荧光强度高,缓冲溶液酸度降低时探针荧光强度逐渐降低,在pH为6的缓冲中,荧光强度弱不可测。[（3-pba）2Ir（1-Py-βC）]+PF6-检测 pH 灵敏度高。[（3-pba）2Ir（DIP）]+PF6-的荧光强度随着缓冲溶液酸碱性的变化在pH为5和8的时候出现两次峰值,表明[（3-pba）2Ir（DIP）]+PF6-对pH检测的灵敏性不高。第三章,基于两种环铱金属配合物的光动力学治疗研究。将以上合成的[（3-pba）2Ir（1-Py-βC）]+PF6-和[（3-pba）2Ir（DIP）]+PF6-作为光敏剂,进行光动力治疗研究。首先对[（3-pba）2Ir（1-Py-βC）]+PF6-进行了细胞毒性实验,检测了[（3-pba）2Ir（1-Py-βC）]+PF6-的生物兼容性;然后将其与经典的商业溶酶体和线粒体分别共染后,通过皮尔森系数对比得到[（3-pba）2Ir（1-Py-βC）]+PF6-靶向与溶酶体;再通过经典的9,10-蒽二甲双（亚甲基）二丙二酸（ABDA）紫外吸收法得到[（3-pba）2Ir（1-Py-βC）]+PF6-在光照下可以产生单线态氧,通过体外模拟细胞体内的环境状态在光密度为25mW/cm2的光照下,测得[（3-pba）2Ir（1-Py-βC）]+PF6-会产生单线态氧氧化2’,7’-二氯二氢荧光素二乙酸酯（H2-DCFDA）;再将[（3-pba）2Ir（1-Py-βC）]+PF6-与H2-DCFDA共染,在激光共聚焦显微镜下可以明显的观测到HeLa细胞内单线态氧氧化过程。最后将[（3-pba）2Ir（1-Py-βC）]+PF6-与 HeLa细胞共同孵育后,一组用25mW/cm2的光照,一组用黑暗条件孵育,后期用Cell Counting Kit-8（CCK-8）法对比光毒性与暗毒性,光毒性大于暗毒性,可以用作光敏剂。由于[（3-pba）2Ir（1-Py-βC）]+PF6在不同pH下的荧光强度不同,有望实现不同pH环境中光动力治疗效果不同,在酸性条件下的光动力治疗效果强于碱性,耐酸性细菌大肠杆菌的光动力治疗实验结果与之相符。证明了[（3-pba）2Ir（1-Py-βC）]+PF6-作为对耐酸性细菌或细胞的光动力治疗有潜在的应用前景。[（3-pba）2Ir（DIP）]+PF6-与[（3-pba）2Ir（1-Py-βC）]+PF6-做了相同实验,证明[（3-pba）2Ir（DIP）]+PF6-靶向于线粒体,是一种潜力巨大的光敏剂。第四章,对本学位本论文的主要结论进行了总结并分析了其中的不足之处,同时对未来的潜在应用价值进行了展望。