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光动力疗法中研究最多的光敏剂是卟啉类分子，这类光敏剂的光动力活性主要依赖于单重态氧(1O2)。1O2是高反应性的物种，在生物组织中的寿命很短，扩散半径有限，因此提高光敏剂与1O2靶分子的亲和力对于提高光敏剂的光动力活性非常重要。研究表明，1O2在生物体内的主要靶分子是蛋白质，因此提高卟啉类光敏剂对蛋白质的结合能力有助于提高其光动力活性。另一方面，血清白蛋白是体内含量最丰富的循环蛋白质，能够在病灶区域富集，因此常被用作PDT光敏剂的载体，可见提高光敏剂与蛋白质的结合能力有利于提高对肿瘤组织的靶向性。研究光敏剂与蛋白质的结合能力及其对蛋白质的光断裂活性，对于新型卟啉类光敏剂的设计具有重要的指导意义。基于光敏剂对蛋白质亲和力的重要性，我们设计合成了一系列卟啉类化合物作为蛋白质的光断裂试剂，深入研究了它们的光动力活性，主要结果如下：
⑴设计合成了酚红修饰的卟啉类光敏剂R-TPP，利用酚红对牛血清白蛋白BSA的亲和力增强卟啉类光敏剂对BSA的结合能力。通过与母体化合物Br-TPP的对比，我们发现酚红基团的引入，一方面能够增强光敏剂与蛋白质的结合能力，提高1O2的有效性，另一方面，酚红基团赋予卟啉分子两亲性的特征，降低了卟啉在水溶液中的聚集程度，使得卟啉能够更有效的产生1O2。因此，R-TPP是一种有效的蛋白质光断裂试剂；
⑵设计合成了两种结构十分类似的卟啉-绕丹宁二元化合物：RhD-TPP和RhDCOOH-TPP，它们在有机溶剂中具有相似的吸收光谱和荧光光谱以及荧光和1O2量子产率。光照下，RhD-TPP几乎不断裂BSA，而RhDCOOH-TPP却能有效断裂BSA。RhDCOOH-TPP中存在一个羧酸基团，因而使RhDCOOH-TPP的亲水性强于RhD-TPP。实验结果表明，正是亲水性上的差异，导致两化合物与BSA结合后1O2产生能力明显不同，进而造成两者在蛋白质光断裂活性上的显著差异。光动力疗法不仅是临床上治疗癌症的新方法，近年来在抗菌领域也有广泛的研究。光动力抗菌化学疗法(PACT)不易产生耐药性，是非常有前景的抗菌方法。革兰氏阴性菌带有大量负电荷的特殊外膜结构使其对PACT不敏感，通常只有带有一定正电荷的光敏剂才有较好的抗菌活性。在本论文中，我们选用天然的生理pH条件下带有正电荷的蛋白质-细胞色素c作为卟啉光敏剂的载体，利用细胞色素c的正电荷增强卟啉光敏剂对革兰氏阴性菌-大肠杆菌的光动力灭活能力：
⑶细胞色素c是一种含有血红素的天然蛋白质，室温下与HF-吡啶络合物反应可以在不影响蛋白质结构的前提下将血红素中的铁脱除，得到去铁细胞色素c。去铁细胞色素c的1O2产生能力得到恢复。TEM、Confocal及Zeta电势实验均证明去铁细胞色素c可以与大肠杆菌的外膜通过静电相互作用结合。抗菌实验表明，去铁细胞色素c在10μM时经75min可见光光照，能够使大肠杆菌的存活率降低5.9个数量级，是一种十分有效的光动力抗菌药物。这一工作也证明了利用天然的带正电荷的蛋白质作为PACT光敏剂载体的应用潜力。