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天麻（Gastrodia elata Bl.）是多年寄生草本植物,具有药食两用性。作为中药材,以干燥块茎入药,有息风定惊,祛风通络的功效;作为食品,用于人体日常的营养滋补。天麻多糖（Gastrodia elata Polysaccharide,GEP）是天麻的主要活性成分,对天麻的药理作用有重要贡献。多糖的结构影响其生物活性,化学修饰多糖结构在一定程度可改善多糖的生物活性。目前关于GEP结构修饰与生物活性研究较少,关于GEP与细胞的作用方式也不明确。本文从不同产地天麻中提取了GEP,研究了其分子结构与抗乳腺癌活性的关系,通过硫酸化、乙酰化修饰GEP,研究了化学修饰对GEP的结构与抗乳腺癌活性的影响;采用异硫氰酸酯荧光素（FITC）标记GEP及其修饰产物,探究了GEP与MCF-7细胞的作用。本文采用超声辅助热水提取法在不同超声时间下提取了云南和四川产地的GEP（YGEP和SGEP）,采用非对称场流分离技术（Asymmetrical flow field-flow fractionation,AF4）联用多角度激光光散射检测器（Multiangle light scattering,MALS）和示差折光检测器（Differential refractive index,d RI）分离表征了GEP的分子量（Molecular weight,Mw）、回转半径（Radius of gyration,Rg）和链构象。实验结果表明AF4-MALS-d RI分离表征GEP过程,出现了“空间位阻”现象,进而考察了交叉流流速、样品浓度、垫片高度对该现象的影响。实验结果表明,通过调整空间位阻变换直径大小可以解决AF4-MALS-d RI分离表征GEP的“空间位阻”现象。最佳分析条件为:样品浓度0.50 mg/m L,进样体积50μL,检测器流速1.0 m L/min,垫片高度350μm,初始交叉流流速从0.2 m L/min呈指数衰减至0.05 m L/min,半衰期2.0 min。在最佳分析条件下,表征了GEP样品,AF4-MALS-d RI结果表明GEP分子量分布具有多分散性,同一提取条件下YGEP的Mw与Rg分布均高于SGEP。此外,实验结果表明超声时间影响GEP的提取率、Mw、Rg与链构象;随着超声时间增加,GEP提取率增加（最高为57.41%）,Mw与Rg变小,分布变窄;多糖链构象由松散链接的超支化链转变为紧密的球状链。紫外可见光谱（Ultraviolet–visible spectrophotometer,UV/Vis）、傅里叶红外光谱（Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR）、X-射线衍射（X-ray diffraction,XRD）结果表明两产地的GEP主要官能团和晶体结构无明显差异;扫描电镜（Scanning electron microscopy,SEM）结果显示GEP形貌存在差异,YGEP呈片层状不规则结构,表面粗糙有较多空洞;SGEP呈紧密块状,表面粗糙有少量空洞和裂纹。通过MTT法考察了GEP对MCF-7细胞增殖抑制的影响,发现分子量分布为1.98×10~7～8.70×10~8 g/mol,链构象为紧密球状链的YGEP抗乳腺癌活性较好。本文对YGEP的羟基进行了硫酸化、乙酰化修饰,FTIR结果证明引入了硫酸基与乙酰基,合成了SYGEP与Ac YGEP,取代基含量与取代度分别为7.21%±0.27%和0.37±1.39%,6.74%±0.25%和0.22±0.82%。AF4-MALS-d RI结果表明SYGEP分子量分布为1.55×10~5～7.26×10~8 g/mol,链构象主要为刚性无规则高支化状,Ac YGEP分子量分布为1.65×10~7～6.19×10~8 g/mol,链构象为球状。通过MTT法检测了天麻多糖衍生物对MCF-7细胞增殖抑制的影响,结果表明两种修饰均可提高YGEP的抗乳腺癌活性,且Ac YGEP具有较高的活性,这可能与Ac YGEP的链构象有关。研究结果表明Ac YGEP可诱导MCF-7细胞凋亡,通过将MCF-7细胞阻滞在S期来抑制细胞增殖。将FITC荧光标记的GEP作用于MCF-7细胞后,其细胞膜与细胞内部均检测到荧光信号,荧光信号随着作用时间的增加而增强,表明GEP可与MCF-7细胞膜结合而进入细胞内部发挥作用。本文基于AF4技术建立了一种解析多分散性多糖构效关系的方法,通过对GEP、SYGEP、Ac YGEP的结构表征和抗乳腺癌活性研究,证明了硫酸化和乙酰化修饰的GEP可通过影响GEP的溶解性和结构来提高抗乳腺癌活性,为提高GEP的进一步开发提供数据支持。