富勒烯及其衍生物因其独特的化学结构和物理性质使其受到广泛关注，目前在临床诊断、生物医药、化妆品等诸多领域具有重要的潜在应用价值。对富电子的富勒烯进行功能化修饰后，能够显著地提高其水溶性和生理活性，对推动其在生物医药领域中的应用具有重大意义和价值。本论文是设计合成了一系列具有优异水溶性的富勒烯衍生物，系统研究了富勒烯衍生物的化学组成结构及其在抗氧化损伤和增强细胞活性中的应用。其具体内容如下:　　(1)设计合成了系列表面带不同类型电荷的水溶性富勒烯衍生物，分别是表面带正电荷的氨基富勒烯C60/70-EDA和携带负表面电荷的羧基富勒烯C60/70-(EDA-EA)。这两类富勒烯衍生物都具有显著的自由基清除能力，并且能够高效保护细胞抗氧化损伤。其中，带正表面电荷的氨基富勒烯被细胞膜快速捕获并进入细胞内，从而相比于羧基富勒烯能够更为显著地保护细胞抗氧化损伤。由此可知，表面带正电荷的富勒烯材料容易被细胞快速摄取，从而高效保护细胞抗氧化损伤，这为设计高性能的生物抗氧化材料提供了新策略，有望迸一步推进富勒烯抗氧化材料在生物医药和化妆品领域的应用。　　(2)研究发现水溶性富勒烯衍生物如氨基富勒烯在较低浓度下能够显著增强正常细胞活性，在高浓度下具有优异的生物安全性。同时，系统地探索了富勒烯衍生物对于细胞增殖的影响，研究了其细胞摄取机制及其在细胞器的分布情况。氨基富勒烯在低浓度下能够显著增强人源正常细胞如肝细胞(L-02)、神经细胞(HM)的细胞活性，同时加快细胞增殖;并且是通过主动运输的形式透过细胞膜进入细胞内，主要分布于线粒体和溶酶体。因此，可以证明经过严格纯化的水溶性富勒烯材料具有优异的生物安全性和生理活性，为其生物医学应用提供理论研究基础。