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化疗是治疗癌症的重要手段之一,但现有抗癌药物一般具有较大的毒副作用,为了减小其副作用,大量新颖的前药被开发出来。诊断治疗型前药,兼备了诊断与治疗的功能,实现了药物的可控释放,并对活性药物的释放进行检测,及时反馈了治疗效果。有机小分子诊疗前药具有结构简单、便于修饰、生物相容性好等特点,成为研究的热点。大多数肿瘤是实体瘤,乏氧是实体瘤的重要特征之一,导致肿瘤对化疗药物的不敏感并产生耐药性。然而,乏氧也为肿瘤的治疗提供了思路,即用乏氧响应基团修饰活性药物,使其只在肿瘤的乏氧区域被激活,释放活性药物,达到选择性治疗的效果。氟脲苷（FDU）是一种抗代谢类抗肿瘤药物,用于临床治疗胃癌、乳腺癌等,但其引起的毒副作用（如恶心、呕吐等）限制了其应用。为降低FDU在肿瘤治疗过程中产生的毒副作用,并在线检测药物在体内的分布和积蓄情况,本文以硝基苄基为乏氧响应基团,以2-羧基-2’-羟基联苯（BCM）为荧光染料前体,通过共价键与活性药物FDU进行偶联,设计合成了乏氧响应型诊疗前药FDU-BCM-NO2。采用NMR、MS和IR等手段对前药和中间体进行表征;采用HPLC法对前药的还原组分进行测定,探讨其释药机制;采用荧光光谱法测定前药与Na2S2O4孵育不同时间后的荧光强度,探讨FDU释放量随时间的变化;采用MTT法测试了FDU和FDU-BCM-NO2对MCF-7、MGC-803肿瘤细胞和BRL-3A正常肝细胞的细胞毒性,采用流式细胞分析法测试FDU-BCM-NO2诱导肿瘤细胞凋亡的情况,评价了FDU-BCM-NO2的体外抗肿瘤效果;采用荧光成像法对FDU-BCM-NO2孵育的乏氧肿瘤细胞及肿瘤球成像,评价了FDU-BCM-NO2对乏氧的诊断和对FDU的示踪效果。结果表明:乏氧条件下,FDU-BCM-NO2在被还原的同时释放出活性药物FDU和荧光分子BCM,BCM释放量随乏氧孵育时间的延长而增加,可利用BCM的荧光信号监测FDU的释放。在常氧条件下,FDU分别孵育MCF-7乳腺癌细胞、MGC-803胃癌细胞和BRL-3A肝细胞48 h后,细胞存活率分别为41.43%、41.70%和48.09%,而FDU-BCM-NO2孵育的三种细胞存活率则分别为91.09%、91.22%和99.08%;在乏氧条件下,FDU孵育的MCF-7和MGC-803的细胞存活率则分别为22.57%和41.70%,而采用FDU-BCM-NO2孵育后,细胞存活率则分别44.76%和51.27%,表明FDU对正常细胞和肿瘤细胞均有抑制作用,而FDU-BCM-NO2具有乏氧选择性,只对乏氧肿瘤细胞具有抑制作用,对正常细胞则不产生毒性。在乏氧条件下,FDU-BCM-NO2孵育的MGC-803细胞,52.21%的细胞发生凋亡,表明FDU-BCM-NO2以凋亡的方式抑制肿瘤细胞增殖。FDU-BCM-NO2在乏氧条件下释放出的BCM具有双光子激发特性,其荧光信号可用于肿瘤细胞及肿瘤球乏氧程度和药物释放的检测。FDU-BCM-NO2具有诊断、治疗的双重功能,利用实体瘤的乏氧特性可实现FDU的可控释放,避免了其对正常细胞的毒副作用,为实现肿瘤的个体化治疗提供了新的思路。