卟啉是一种潜在有效的光动力治疗癌症的光敏剂, 部分已用于临床实验中。 人血清蛋白(HSA)是药物的运输载体, 详细研究两者的相互作用对于阐述卟啉类药物的药代动力学行为具有重要的意义。 合成了一种新型水溶性羧酸锌(Ⅱ)卟啉配合物(2-Zn), 并通过紫外可见吸收光谱、 荧光光谱、 圆二色(CD)光谱和分子对接模拟研究了其与人血清蛋白(HSA)的相互作用。 结果表明: 2-Zn以静态猝灭的方式猝灭了HSA的内源荧光, 通过计算得到其与HSA在298和310 K下相互作用的猝灭常数分别为1.96×104和1.37×104 L·mol-1、 结合常数分别为1.93×104和1.50×104 L·mol-1、 结合位点数均为1, 两者间的结合作用力以静电作用为主, 同时也存在氢键和疏水作用。 位点竞争实验表明2-Zn主要结合在位点Ⅱ处; 根据Forster非辐射能量理论得到两者的结合距离和能量转移效率分别为4.01 nm和0.163。 紫外吸收光谱, 同步荧光和CD光谱显示2-Zn与HSA的相互作用影响了HSA 的构象, 表现为α-螺旋的含量降低; 分子对接模拟结果表明2-Zn通过疏水、 静电和氢键作用嵌入HSA分子的亚结构域IIIA(site Ⅱ)的疏水腔内, 与位点竞争实验和热力学判据所得的结果相一致。

采用稳态发光光谱、瞬态发光动力学测量等手段，对两种钌配合物［Ru(bpy)3］(ClO4)2和［Ru(bpy)2HPIP］(ClO4)2的发光性质进行了研究。稳态发光光谱表明［Ru(bpy)2HPIP］(ClO4)2发光明显偏弱；皮秒瞬态发光动力学测量显示［Ru(bpy)2HPIP］(ClO4)2的激发态弛豫过程存在皮秒量级的快过程，可能与由于HPIP配体的存在,使电荷转移态和溶剂分子产生氢键作用有关。纳秒瞬态发光动力学测量的结果则显示了所有样品共同具有的瞬态发光衰减过程，实验结果符合能隙定律，推断其来自没有和溶剂分子形成氢键结合的配合物的激发态弛豫过程。

以4种钌配合物[Ru(bpy)3]2+,[Ru(bpy)2HPIP]2+,[Ru(dmb)2PIP]2+,[Ru(dmb)2DMNP]2+为研究对象,采用时间分辨的光谱技术分别测量了这4种钌配合物在室温和低温情况下的稳态发光光谱及瞬态发光动力学过程。结果表明,4种样品在低温条件下的发光强度较之室温条件均有所增强,光谱形状有明显变化,瞬态发光寿命也均有延长。分析表明,4种钌配合样品在低温条件下从液态介质固化为刚性介质,电子转移情况发生变化,导致低温发光的光谱形状与室温光谱明显不同。 同时速度常数窜越系数kts减小,分子振动和热运动降低,从而提高了磷光量子产率,使得发光增强,寿命也相应延长。

采用三能级模型， 对六种钌多吡啶配合物［Ru(L)2(R)］2+（L=bpy， phen， bpy=2,2’-联吡啶, phen=1,10-邻菲咯啉， R=7-CH3-dppz， 7-F-dppz， dpbpd(NH2)2）水溶液与小牛胸腺DNA相互作用的时间分辩发光光谱进行对比分析， 讨论了取代基对配合物与DNA作用时方式的影响。 结果表明： (1) 六种配合物与DNA作用存在侧面插入方式和垂直插入方式， 其中垂直插入方式的权重较大； (2) 取代基的性质对两种作用方式的权重有重要影响。 上述结论为进一步研究配合物分子与DNA的相互作用的机理提供了动力学依据。

采用稳态和时间分辨的瞬态光谱技术对比研究了一种Corrole化合物5, 10, 15-三(五氟苯基)Corrole(F15TPC)和一种卟啉化合物5, 10, 15, 20-四(五氟苯基)卟啉(F20TPP)的光物理特性。结果表明：F15TPC的B带吸收峰较宽而F20TPP的强而窄, F15TPC的Q带有两个吸收峰而F20TPP有四个。F15TPC的荧光量子产率为0.15, 荧光寿命为4.8 ns, F20TPP的荧光量子产率为0.05, 荧光寿命为11.1 ns; 与F20TPP相比F15TPC具有发光效率高、荧光寿命短的特点。F15TPC具有较大的发光速率常数和无辐射跃迁速率常数, 这可能是由于F15TPC少了一个氟代苯基, 致使其发色团本身的电子结构发生变化所致。另外空间结构的不对称性和非共面性也对其光物理性质有影响。

采用时间分辨的发光光谱技术,分别测量了两种新合成的钌配合物[Ru(bpy)2(dpbpd(NH2)2)]2+和[Ru(phen)2(dpbpd(NH2)2)]2+与小牛胸腺脱氧核糖核酸(ctDNA)相互作用时的瞬态发光动力学过程,并与以往对[u(phen)2dppz]2+等的研究结果进行对比,从而研究带-NH2的嘧啶环对配合物与DNA作用动力学过程的影响。结果表明:这两种含有带-NH2的嘧啶环的钌配合物与DNA相互作用时的发光按双指数规律衰减,发光寿命为几十纳秒,比dppz类钌配合物与DNA作用时的发光衰变寿命(几百纳秒)小一个数量级。归因于嘧啶环上的N和-NH2可能与水分子、DNA的碱基对或磷酸骨架形成氢键,从而加快激发态的无辐射弛豫,削弱发射光强,缩短发光寿命。该结论为进一步研究配合物分子与DNA的相互作用的机理提供了一定的依据。

采用时间分辩激光光谱技术, 研究了一种钌配合物[Ru(dmb)2(mitatp)]2+发光增强的超快过程。采用比较方法测量了[Ru(dmb)2(mitatp)]2+和[Ru(dmb)2(mitatp)]2+/DNA复合物的瞬态发光弛豫过程。 [Ru(dmb)2(mitatp)]2+和[Ru(dmb)2(mitatp)]2+/DNA复合物的发光均来源于[Ru(dmb)2(mitatp)]2+中的电荷转移单态和三重态到基态的辐射跃迁。通过钌配合物与DNA的相互作用,[Ru(dmb)2(mitatp)]2+的荧光寿命由339 ns延长至589 ns; 磷光寿命由16 μs延长至21 μs,总的发光强度增强了约1个数量级。分析表明,[Ru(dmb)2(mitatp)]2+发光寿命和发光强度的增加可能来源于[Ru(dmb)2(mitatp)]2+与DNA之间的电荷转移态的形成,它导致[Ru(dmb)2(mitatp)]2+的最低激发单态和三重态到基态的无辐射概率的减小,增强了[Ru(dmb)2(mitatp)]2+发光效率。

研究了一种新型的卟啉侧链聚合物丙烯腈丙烯酸卟啉酯共聚物{poly[porphyrin acrylate-acrylonitrile] (p[(por)A-AN]}的链间和链内的卟啉分子的相互作用对聚合物薄膜发光性质的影响。通过采用飞秒荧光光谱技术测量了p[(por)A-AN]薄膜的荧光动力学过程。测量结果表明：纯p[(por)A-AN]薄膜(～450ps)显示出了比混合物薄膜p[(por)A-AN]/polystyrene (PSE)(～1.3 ns)快得多的荧光弛豫过程。而p[(por)A-AN]/PSE混合物薄膜显示出较纯p[(por)A-AN]薄膜增强的荧光效率。 增加p[(por)A-AN]分子内卟啉侧链基团的浓度导致纯p[(por)A-AN]薄膜和p[(por)A-AN]/PSE 混合物薄膜的荧光效率的增强和寿命(由近26 ～36 ps)的增加。 分子间和分子内卟啉侧链基团之间的无辐射能量转移和分子内卟啉侧链基团的旋转运动在p[(por)A-AN]的荧光动力学过程中起着重要的作用。