光动力疗法（Photodynamic therapy,PDT）是最有发展前景的肿瘤治疗手段之一,具有微创性和低暗毒性等特点,可用于非肿瘤性疾病以及各种类型癌症的治疗,是采用光敏剂（Photosensitizer,Ps）并结合相应波长的光,在氧存在的条件下进行治疗。传统光敏剂在提高肿瘤穿透性与杀伤效果时,并未过多考虑其所带给机体潜在的副作用。比如:第一代和第二代光敏剂采用“always on”的模式,即正常组织和病变组织只要暴露在光下就可以产生活性氧,导致严重的副作用。而可激活光敏剂以肿瘤相关的内源性信号分子（酶、谷胱甘肽、DNA、pH、NO等）为着力点,可以实现治疗效率和治疗精度两手抓。可激活光敏剂治疗效果的实现是通过单线态氧的生成杀死细胞,有别于基因抑制类药物,不会使细胞产生耐药性。传统光敏剂在机体内的传递过程中往往会导致在正常组织区域富集,这是导致光敏剂在体内治疗精度低、皮肤光敏性的主要原因。理想的可激活光敏剂由于其特殊的激活方式,使得光敏剂在未被激活时,即使光源照射到正常组织,也不会产生对正常细胞的伤害。从而避免了给皮肤光敏性患者带来的痛苦,极大改善了患者治疗体验。肿瘤微环境中的pH作为信号分子,为探究、设计pH响应型光敏剂提供了重要依据。为了进一步探索和开发对肿瘤酸性微环境敏感的光敏剂,本文在对计算机辅助药物设计法中的定量构效关系的研究基础上,以大黄酚为原料,通过加成、消除、取代的机理,设计合成了一系列pH响应的蒽醌类光敏剂A1～A5。通过引入叔胺基,使得该光敏剂的三重激发态受光诱导电子转移机制的调控,从而控制活性氧和荧光的产生,并且使得波长发生大幅度红移,可增强肿瘤穿透能力。目标化合物经核磁共振氢、碳谱以及高分辨质谱确证。其中化合物A3在光物理性质、单线态氧测试等测试中表现突出,于是对其进行了体外光动力抗菌和抗肿瘤实验。体外光动力抗菌实验表明光敏剂A3对铜绿假单胞菌和金黄色葡萄球菌的光动力灭菌效果几乎接近100%。体外光动力抗肿瘤实验结果表明,光敏剂A3具有高光毒性和低暗毒性,癌细胞与正常细胞的荧光测试中进一步揭示了化合物A3更倾向于定位癌细胞。进而说明化合物A3有较明显的抑制肿瘤细胞生长的效果,对正常细胞有很低的副作用。更有利于光动力治疗。本课题有利于蒽醌类光敏剂的研究与开发,为蒽醌光敏剂光动力抗菌、抗肿瘤的生物活性的探索奠定了学术基础。