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类胡萝卜素(Carotenoids)在自然界中广泛分布,具有多种生物活性。目前对类胡萝卜素的研究是天然抗氧化物领域的热点,同时一些研究数据明确显示类胡萝卜素可以抑制部分肿瘤细胞的增殖。但对类胡萝卜素的抗氧化、抗肿瘤活性及构效关系之间的研究尚不系统,对其之间的关系尚不明确。为解决上述不足,本论文选取具有代表性的几种类胡萝卜素,在同一评价体系上分别进行了抗氧化、抗肿瘤活性测定,分析其活性之间、活性和结构之间的关系,以期对类胡萝卜素抗氧化、抗肿瘤的整体构效关系形成一个较为可靠的认识。在抗氧化活性部分,本文先通过量子化学计算,对十二种类胡萝卜素与清除自由基相关的量子化学参数进行了计算。结果表明,类胡萝卜素的活性位点主要集中于碳碳双键,端环上的基团对活性也有影响,并且酮基对类胡萝卜素的活性影响大于其他基团对类胡萝卜素的影响。然后通过体外化学和细胞实验对七种类胡萝卜素的抗氧化活性进行了测定和研究。结果表明,三种体外化学抗氧化活测定法(ABTS、FRAP和Fe2+螯合能力)所得结果具有很好的相关性,但体外化学法与细胞实验结果相关性不强(ABTS法与细胞法之间的相关性为0.464,FRAP法与细胞法的相关性为0.571,Fe2+螯合能力法与细胞法相关性为0.607),说明体外化学法测定抗氧化活性所得结果并不能准确反应类胡萝卜素在细胞内的抗氧化情况。在抗肿瘤活性部分,通过MTT法,测定七种类胡萝卜素对三种肿瘤细胞(HepG2、Hela、MCF-7)的增殖抑制率,并比较不同浓度下类胡萝卜素对人体正常细胞(LO2)和相应肿瘤细胞(HepG2)增殖抑制的能力。结果表明,七种类胡萝卜素在所选浓度范围内对三种肿瘤细胞均具有增殖抑制作用(增殖抑制率大于20%),其中除虾青素外,其他类胡萝卜素在大于一定浓度时对正常肝脏细胞也有毒性作用(增殖抑制率大于5%)。在活性和构效关系分析部分,量子化学计算的结果与体外化学法测定的抗氧化活性结果具有一定的相关性,在一定程度上可以为体外化学法所得测定结果提供理论依据和预测,但是在物质的活性研究中不能完全依赖理论计算。而抗氧化能力测定中,体外化学法与细胞法相关性较低,细胞抗氧化法与抗肿瘤活性测定之间的相关性较高,提示我们评价类胡萝卜素生物活性基于细胞水平实验更为准确。