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螺旋藻因其富含蛋白质、多糖、不饱和脂肪酸、维生素、矿物质等多种营养成分,而被FAO和WHO分别誉为“21世纪最理想的食品”和“人类21世纪的最佳保健品”。现今的工业化生产仅以螺旋藻的生物量为指标,各种活性成分的产量低,远不能满足市场需求。而螺旋藻代谢产物与培养环境密切相关,故本课题研究了营养盐、光照、温度和植物生长调节剂对螺旋藻生物量、蛋白、胞内多糖(intracellular polysaccharide,IPS)、胞外多糖(extracellular polysaccharide,EPS)和超氧化物歧化酶(superoxide dismutases,SOD)含量的影响,以期找到高产各种成分的螺旋藻的最佳培养条件。同时,初步研究了螺旋藻EPS、IPS和PC对Hela细胞的抑制作用和机理。研究结果表明,当C、N、P、NaCl的浓度(g/L)配比为A(18,2.5,0.5,1.0),生物量提高了0.69倍;B(14,2.5,0.5,0.5),EPS提高了0.49倍;C(10,2.5,0.8,1.5)时,IPS提高了0.71倍;D(18,2.5,0.2,1.5),蛋白含量提高了0.33倍。极大螺旋藻438的最适培养条件为:光强4000lux～5000lux,温度30～35℃,蛋白和IPS积累的条件与螺旋藻最适生长条件一致。对极大螺旋藻生长不利的温度、光照条件,会促进螺旋藻EPS的分泌和SOD的活性,即高温和弱光更利于胞外多糖的积累,低温和强光显著提高SOD酶活力。低浓度植物生长调节剂显著促进了螺旋藻的生长和蛋白的含量,高浓度对其生长有抑制作用。但高浓度有利于EPS的产生,提高了SOD酶活力。此研究结果确定了螺旋藻生长和有利于多糖、蛋白质和SOD累积的最佳培养条件,为通过优化培养条件,调控活性物质提供了理论依据。体外实验证明IPS、EPS和PC对Hela细胞增殖都有抑制作用,且存在明显的剂量效应。三者抑制率随浓度的增加而升高,在最佳剂量80μg/mL、100μg/mL、120μg/mL的作用下,抑制率分别达到为47.92%、42.95%、31.22%。采用Caspase-3试剂盒检测它们对Hela细胞Caspase-3的活性的影响,发现经过36h、24h、12h后Caspase-3活性达到最高,分别为对照组的4.06倍、6.64倍、5.70倍。推断其抗肿瘤的机制可能是通过启动Caspase途径从而诱导HeLa细胞的凋亡。