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碳的第三种同素异形体富勒烯(C60)及其衍生物的生物效应的研究日益受到关注。本论文以最常见的C60多羟基衍生物为研究对象，使用溴化和水解的方法合成了一种具有确定羟基数的C60多羟基衍生物(C60(OH)24)。采用红外光谱、质谱和X射线能谱仪(XPS)证实了组成和结构，使用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)和激光粒度仪(DLS)等观察了形貌表征。
采用电子自旋共振波谱仪(ESR)技术研究了C60(OH)24清除自由基的效应。实验结果发现C60(OH)24对超氧阴离子自由基、羟基自由基和脂质自由基均有很强的清除作用。和其他公认的清除自由基化合物比较指出C60(OH)24清除羟基自由基的能力是甘露醇的268倍；清除脂质自由基的能力是维生素E(Vit E)的37倍；而清除超氧超氧阴离子的能力与超氧化物歧化酶(SOD)基本一致。
通过MPP+损伤人神经上皮瘤细胞(SK-N-MC)来建立帕金森疾病细胞急性模型，研究C60(OH)24的防护作用。MTT和结晶紫实验表明C60(OH)24能减小MPP+引起的神经细胞毒性；Western blot、单细胞电泳及免疫荧光技术检测结果证明C60(OH)24抑制MPP+引起的细胞蛋白和DNA的氧化损伤；线粒体膜电位、线粒体复合酶I和II、活性氧(ROS)等技术用于线粒体功能的测定，发现C60(OH)24能够保护细胞避免MPP+导致的线粒体功能紊乱和氧化损伤。进一步研究指出C60(OH)24影响细胞Nrf2的细胞信号传导通路，提高二相酶γ-谷氨酰半胱氨酸连接酶(GCL)的活性，促进细胞自身抗氧化剂GSH等的合成是C60(OH)24降低MPP+引起的神经细胞毒性的根本原因之一。实验结果表明C60(OH)24是一种新的线粒体抗氧化保护剂。
最后，研究了C60(OH)24对60Coγ射线导致小鼠损伤的防护效应，并对其增强小鼠免疫力、抑制氧化损伤和线粒体功能紊乱等辐射防护的机制进行了系统的研究。辐照前ICR小鼠每天采用腹腔注射C60(OH)2440mg/kg，连续注射14天后进行60Co源一次性全身照射，γ射线辐照的剂量为8Gy，照射后观察小鼠30天生存率；辐照第五天取肝、脾、肾等组织器官检测各种生化、氧化损伤、免疫及线粒体等相关指标。实验结果发现C60(OH)24能大幅度提高小鼠受致死剂量(8Gy)照射条件下的生存率，其30天生存率提高至73.3％。C60(OH)24减小60Coγ辐射引起小鼠器官损伤、抑制体内抗氧化酶活性的降低以及线粒体的功能紊乱。实验结果还发现C60(OH)24能有效保护小鼠避免60Coγ辐射引起的细胞凋亡和提高机体的免疫力。这些实验结果表明C60(OH)24在体内也是有效的线粒体保护剂，通过清除自由基、抗氧化、保护线粒体以及提高免疫力等保护机体免受辐射的损伤。C60(OH)24有可能成为一种新型的不含巯基的低毒高效的辐射防护剂。