该文利用有机化学和细胞生物学的方法对富勒烯衍生物的生物学应用这一交叉课题进行了探索.设计合成了一些适用于生物学应用的富勒烯衍生物;以对体外培养的细胞生长的影响为评价标准,系统地研究富勒烯衍生物学诱导细胞毒性的作用机理,得到以下主要结果与结论.采用"一锅"合成和硅胶柱层析的方法很方便地制备了7个具有生物应用价值不同 立体结构的水溶性C<,60>丙二酸衍生物.研究了水溶液体系中C<,60>丙二酸衍生物的自由基活性,发现富勒烯生物在不同条件下既具有清除自由基的能力,也有产生自由基的活性.C<,60>衍生物清除自由基的效能与其侧链的加成数目有直接的关系,并且清除率都呈浓度依赖性.在光激发及O<,2>存在条件下C<,60>丙二酸衍生物还具有产生自由基的活性.首次开展 了对富勒烯有机磷化学的研究,合成了三个富勒烯膦酸酯衍生物,使用循环伏安法研究了它们的电化学性能,研究了不同取代基对富勒烯电化学性能的影响,发现富勒烯衍生物电化学性能存在取代基效应,取代基的吸电子能力的越强,富勒烯衍生物的还原电位相对于C<,60>正移越大.研究了富勒烯膦酸酯衍生物的水解反应,首次合成了两个水溶性富勒烯膦酸衍生物,另外还合成了两个二加成的富勒烯膦酸酯衍生物,这四个衍生物均能很好地溶解在和水互溶的DMSO中,它们的DMSO水溶液可能在生物医学研究中可能有很好的应用价值.研究了三类特定结构设计的富勒烯衍生物对人宫颈癌Hela细胞生长的影响.首次用激光扫描共聚焦显微镜研究了水溶性富勒烯衍生物(DMAC<,60>)对Hela细胞细胞膜的光动力学损伤过程.