恶性肿瘤作为当今世界高死亡率的疾病,其有效的治疗方法仍非常有限。以顺铂为代表的铂类金属配合物在临床化疗中发挥了巨大的作用,但是铂类药物的严重毒副作用限制了其临床应用,因而新型金属配合物类的抗癌药物研发被广泛关注。具有d~6电子结构的过渡金属铱(Ⅲ)的配合物,以其磷光寿命长、光稳定性好和进细胞能力强等特性,可用作生物探针,同时金属铱配合物被研究者发现具有优良的抗肿瘤活性。立足于金属铱配合物的良好的生物相容性和生物活性,本论文从实验室前期成果出发,通过合理的化学设计,合成了系列的铱(Ⅲ)配合物,并评价其功能性,以下为研究内容的简介:1.因为小分子硒二唑化合物具有一定的抗肿瘤活性,所以我们通过亚胺键将硒二唑分子引入金属铱配合物Ir-CHO,探究引入硒二唑对金属配合物抗肿瘤活性的影响。实验发现,引入硒二唑提高了配合物的抗肿瘤活性和对正常细胞的选择性。同时,金属配合物Ir-Se在pH=7.4的PBS溶液中磷光淬灭,但是在酸性环境下,可重新发光。为进一步探究硒二唑整个基团或者硒原子引起了含硒二唑配合物的磷光淬灭,我们合成了噁二唑、噻二唑、硒二唑,同步改造联吡啶辅配体,并合成相应的金属铱配合物。实验发现,含苯并二唑小分子的金属配合物抗肿瘤活性明显增强,且证实了含硒二唑配合物的磷光淬灭是由硒原子引起。同时,辅配体中引入噻二唑可使金属配合物的磷光强度大大增加及发射波长红移。此外,在进一步的抗肿瘤机制中探究我们发现,含噻二唑的配合物Ir3是通过激活凋亡通路和引起细胞周期阻滞两种方式,共同抑制肿瘤细胞MDA-MB231的增殖。2.硼元素的生物相容性好,且与杂原子(O、N)具有很好的结合活性,形成的硼杂键具有酸响应的特点,因此我们从有机硼酸与乙醇胺的可逆共价结合出发,利用四配位的硼酸酯在酸性下不稳定的特点,设计合成了具有酸响应的双金属硼酸铱配合物Ir-DPB。实验结果表明,含硼的金属配合物Ir-DPB具有酸响应的特性,且在酸性条件下,对肿瘤细胞和正常细胞的选择性增强。进一步的机制研究显示,诱导细胞凋亡和引起G0/G1期的阻滞是Ir-DPB发挥抗肿瘤活性的方式。3.肿瘤的靶向治疗可大大增强治疗效果,同时降低毒副作用。在本研究中我们分别在辅配体上连接靶向分子生物素,在含醛基的主配体上通过亚胺键连接具有强吸电子基团硝基苯,设计合成了在中性环境下磷光淬灭,在酸性环境中,可以被重新“点亮”的靶向金属铱(Ⅲ)配合物Ir-NB。由于铱是高原子序数的重金属原子,具有放疗增敏的潜力,因此我们研究金属铱(Ⅲ)配合物Ir-NB作为放疗增敏剂的可行性。实验结果表明,配合物Ir-NB联合放疗时,大大降低了单独药物和X-ray射线的剂量,可以作为一种安全高效的放疗增敏剂。综上所述,在本论文的工作中,分别合成了三个系列的金属铱配合物,通过分析各组化合物间的构效关系,研究它们在发光性质和生物活性上的差异,并探讨了它们的抗肿瘤机制。