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纳米技术在生命科学和生命信息技术中的应用有巨大的前景。医学应用主要涉及疾病的诊断和治疗、修复。纳米颗粒会造成组织器官形态和功能的病理性变化及细胞、亚细胞结构和功能受损甚至造成细胞死亡。对纳米材料的生物学应用研究须进行全面详细的生物安全性研究和评价。本论文使用了硫化镉和氧化石墨烯-银的纳米粒子,分别用TEM,拉曼光谱、XRD和TGA-热重分析等方法进行了表征。观察两种不同的纳米粒子在小鼠体内的毒性反应、组织器官分布、CT显像及对毒性损伤的尝试性药物治疗。对硫化镉纳米颗粒和氧化石墨烯-银纳米粒子的生物安全性研究进行了客观的生物毒性评价、生物医学显像研究和针对性的治疗。⑴利用ICP-OES光谱分析研究了纳米硫化镉(CdS)在小鼠体内的组织器官分布,结果表明静脉注射纳米硫化镉后,被肺脏,肝脏、脾脏、肾脏、胰腺组织摄取;心脏、肝脏、肺和肾组织在6 h达最大累积量。除脾脏外其他组织中积累的CdS也会随着时间延长而逐渐减少。心脏、肝脏、脾脏和肾脏在暴露后48 h CdS含量增加,肝脏和脾脏蓄增加较少。血清ALT,AST和TB含量、CREA,Cys-C,BUN含量及AMY含量升高提示CdS对肝脏、肾脏和胰腺有严重损伤作用。病理切片显示,纳米硫化镉对组织的损伤主要集中在肝脏、肾脏和胰腺。CT成像显示纳米CdS在肺、肝、脾、肾和膀胱,特别是胰腺中显示出明显的吸收。硫化镉纳米颗粒在胰腺组织中聚集的现象由本项研究首次发现。⑵采用同位素示踪技术来研究GO/Ag NPs和辛伐他汀的体内相互作用。GO/Ag NPs和辛伐他汀共同静脉注射后,辛伐他汀可以跟随GO/Ag NPs分布到小鼠的肺脏。血清ALT,AST和TB含量、CREA,Cys-C,BUN含量升高提示GO/Ag NPs对肝脏、肾脏有严重损伤作用,尤其以20和30 mg/kg.bw的GO/Ag NPs能引起显著损伤变化。低剂量的辛伐他汀(10和20 mg/kg.bw)可以使ALT水平回归正常(p<0.05 vs.对照组),在注射20 mg/kg.bw辛伐他汀后,除了BUN几乎所有异常的标志物水平均能回归正常,提示治疗GO/Ag NPs诱发组织损伤的最优剂量是20 mg/kg.bw。在GO/Ag NPs暴露前预先注射辛伐他汀、共同注射GO/Ag NPs和辛伐他汀在GO/Ag NPs暴露后注射辛伐他汀三种给药方式结果显示三种辛伐他汀注射方式均可改善损伤的肝脏和肾脏的生理功能;病理切片提示三种不同给药方式中,病理观察表明对小鼠模型注射辛伐他汀可以使所有病理改变回归正常,说明辛伐他汀可用于治疗GO/Ag NPs相关的体内组织损伤。⑶利用CT成像技术分析GO/Ag NPs与辛伐他汀在小鼠体内分布的影响结果。CT成像显示Ag NPs主要沉积在脾脏;GO/Ag NPs迅速沉积在肺脏中;辛伐他汀可以降低肺部GO/Ag NPs浓度。共同注射GO/Ag NPs(5 mg/kg.bw)和辛伐他汀(20 mg/kg.bw)后,3天后GO/Ag NPs彻底从肺部清除。为了在24小时内获得肺部最优CT图像,2.5 mg/kg.bw GO/Ag NPs是最佳剂量选择。肝脏、脾脏和肠组织的24小时CT图像,0.5 mg/kg.bw剂量更优。静脉注射0.5~10 mg/kg.bw GO/Ag NPs在36小时后,在20 mg/kg.bw辛伐他汀保护作用下通过增强CT可以看到清楚的高质量的肾脏影像。由此可见,在辛伐他汀的保护作用下,GO/Ag NPs能被用于肺脏、肝脏、脾脏和肾脏的增强CT成像的对比剂。⑷通过光学显微镜和透射电镜来观察辛伐他汀对GO/Ag NPs导致的红细胞功能障碍的影响。暴露于GO/Ag NPs之后,可观察到形态异常红细胞。暴露于GO/Ag NPs和辛伐他汀之后的红细胞无异常。血液常规检测表明GO/Ag NPs暴露组出现了WBC、RBC、HGB、HCT、PCT和PLT异常(p<0.05 vs.正常组)。然而,当辛伐他汀存在时,这些指标均回归正常(p>0.05 vs.对照组),说明辛伐他汀能够抑制GO/Ag NPs所致的细胞损伤。本研究提供纳米CdS和GO/Ag复合纳米材料在小鼠体内的毒性损伤指标和CT显像基本数据,并通过辛伐他汀尝试性的治疗纳米颗粒对机体的毒性损伤,帮助临床对纳米颗粒在医学中应用的理解和认识。为纳米材料及其生物轭合物发展成为分子靶向载体和CT增强图像的重要造影剂提供科学依据。促进其纳米颗粒在疾病诊疗中的综合应用。