近年来,在寻找克服癌症和微生物感染的非铂类过渡金属药物中,铜（II）配合物被认为是最具有前景的药物之一。研究发现,铜（II）配合物不仅能够潜在地避免与铂类药物相关的耐药性,而且具有较高的生物活性和较低的毒副作用。目前国内外对于铜（II）配合物的研究主要进行了抗菌、细胞毒性等方面的探索,而对于抗肿瘤作用机制等方面的系统研究较少并且不够深入,因此进一步深入开展这方面的研究对于新型高效低毒副作用铜（II）配合物药物的设计及应用具有重要的指导意义。文中主要的研究工作包括以下几个方面:第一部分为前言,主要对喹诺酮类/二肽类-铜（II）-芳杂环配合物的抗菌及抗肿瘤活性研究进行了综述,并进行分析,进一步阐明了本工作的研究意义。第二部分设计合成了3个新的司帕沙星铜（II）配合物[Cu（Hsf）（HPB）（H₂O）]·2ClO₄（1）,[Cu（Hsf）（PBT）（H₂O）]·2ClO₄（2）,[Cu（sf）（PYTA）（H₂O）]·ClO₄·3.5H₂O（3）（sf=5-氨基-1-环丙基-7-（顺氏-3,5-二甲基-1-哌嗪基）-6,8-二氟-1,4-二氢-4-氧-喹啉-3-羟酸、HPB=2-（2’-吡啶基）苯并咪唑、PBT=2-（4’-吡啶基）苯并噻唑、PYTA=2,4-二氨基-6-（2’-吡啶基）-1,3,5-均三嗪）。通过元素分析、摩尔电导率和多种光谱方法对配合物的结构进行了表征。结果表明,3个配合物均为五配位的变形四方锥构型,其中司帕沙星（羰基O,羧基O）,N,N-芳杂环（N,N）与中心铜（II）离子配位构成四方锥底面,H₂O（O）占据顶端位置参与配位。利用紫外-可见光谱法、荧光光谱法、粘度实验以及分子对接技术对配合物与DNA之间的结合模式进行了评价,并计算了相应的结合常数,比较了配合物与DNA相互作用的强弱。结果表明3个配合物均以插入模式与DNA结合,且结合力遵循1(K_b=7.80×10⁴ M^-1)>2(K_b=2.80×10⁴ M^-1)>3(K_b=1.23×10⁴ M^-1)的次序。此外,应用滤纸片法和MTT比色法分别研究了配合物的抗菌和细胞毒性作用,发现3个配合物均对细菌菌株（枯草杆菌B.subtilis,金黄色葡萄球菌S.aureus,大肠杆菌E.coli,铜绿假单胞杆菌P.aeruginosa）和细胞系（肺癌细胞A549,肝癌细胞Bel-7402,食管癌细胞Eca-109,小鼠成纤维细胞3T3）表现出较好的抗菌活性（d=8.0±0.5²0.0±0.1 mm）和细胞毒活性(IC₅₀=14.1±0.5⁷7.6±1.4μM)。最后,通过单细胞凝胶电泳、Hoechst 33342染色、流式细胞术、线粒体膜电位变化、细胞色素C测定以及胞内Ca²⁺水平的检测探究了配合物诱导细胞凋亡的作用机制。结果表明,配合物作用后,可通过线粒体途径诱导细胞凋亡,并造成DNA损伤促使细胞周期发生阻滞。其中,配合物1和2主要将细胞周期阻滞在G2/M期,而配合物3则主要阻滞在S期。第三部分评价了5个二肽类铜（II）配合物[Cu（Gly-L-leu）（HPBM）（H₂O）]·ClO₄（1）,[Cu（Gly-L-val）（HPBM）（H₂O）]·ClO₄·H₂O（2）,[Cu（Gly-gly）（HPBM）（H₂O）]·ClO₄·0.5H₂O（3）,[Cu（Gly-L-val）（TBZ）（H₂O）]·ClO₄（4）,[Cu（Gly-L-val）（PBO）（H₂O）]·ClO₄（5）（Gly-L-leu=甘氨酸-L-亮氨酸、Gly-gly=甘氨酰甘氨酸、Gly-L-val=甘氨酸-L-缬氨酸、HPBM=5-甲基-2-（2’-吡啶基）苯并咪唑、TBZ=2-（4’-噻唑基）苯并咪唑、PBO=2-（2’-吡啶基）苯并噁唑）的抗菌以及抗肿瘤作用能力。发现所有配合物均对测试细菌菌株（枯草杆菌B.subtilis,金黄色葡萄球菌S.aureus,大肠杆菌E.coli,铜绿假单胞杆菌P.aeruginosa）和人正常肝细胞系（LO₂）显示出较高的抗菌活性（MIC=8⁴00μg/mL）和较低的细胞毒活性(IC₅₀=34.67±0.5¹15.03±1.8μM)。此外,还深入探讨了配合物1和3的抗肿瘤作用机制。AO/EB染色和Annexin V-FITC/PI双染实验表明配合物可诱导HeLa细胞发生凋亡,另通过细胞内活性氧（ROS）水平、线粒体定位、线粒体膜电位变化以及Bcl-2家族蛋白水平表达的测定探讨了配合物诱导细胞凋亡的作用通路,发现配合物可通过ROS介导的线粒体功能障碍途径诱导HeLa细胞凋亡,并伴随有Bcl-2家族蛋白的调控。第四部分对上述铜（II）配合物的研究进行了总结,并对未来抗菌及抗肿瘤金属药物的设计与开发进行了展望。