目前CoFe₂O₄ 纳米粒子在医学、环境和工业各方面已获得广泛的应用,使得越来越多的纳米CoFe₂O₄ 进入环境,其过量暴露对环境和人体均具有一定风险。因此,急需对CoFe₂O₄ 纳米粒子对人体健康和环境生物的潜在影响进行准确的评估。本文以斑马鱼（Daniorerio）和小球藻（Chlorella vulgaris）为生物模型,对纳米CoFe₂O₄ 的水生生物毒性进行研究,内容包括纳米CoFe₂O₄ 引起的氧化应激、遗传毒性、内分泌干扰效应、纳米CoFe₂O₄ 的环境降解、纳米中离子释放以及生物自身对纳米CoFe₂O₄ 的抵抗机制等;此外,本文研究了纳米CoFe₂O₄ 与牛血清白蛋白（BSA）和酸性磷酸酶（AP）间的相互作用,探究了其热力学数据及蛋白电晕的形成。将斑马鱼胚胎置于环境剂量的纳米CoFe₂O₄ 培养液中,分别暴露96和168hpf（hours post fertilization）,暴露96和168 hpf,会引起严重的心包水肿、代谢降低、孵化延迟、尾部/脊柱弯曲以及细胞凋亡,且与CoFe₂O₄ 呈剂量-效应与时间-效应关系。较低浓度的纳米CoFe₂O₄ 会引起过量ROS,进而引起头部、心脏、尾部的细胞凋亡以及生物体内DNA和代谢的变化。暴露168 hpf时,甲状腺激素紊乱、纳米粒子的团聚及粒子释放会导致甲状腺轴的膜损伤、氧化应激及结构损伤。且斑马鱼幼鱼体内T3、T4激素含量升高,导致孵化延迟、眼部、头部畸形等现象。此外,ROS升高会引起8-OHd G DNA聚合物形成,引起DNA损伤,从而产生基因毒性。通过在藻细胞表面的吸附、聚集、释放Fe3+和Co2+以及造成机械损伤,纳米CoFe₂O₄ 会损害小球藻细胞形态、膜完整性和通透性。结果也表明纳米CoFe₂O₄ 引起的ROS会引起细胞内的氧化应激,导致CAT、GST、AP等抗氧化酶活性下降,并引起遗传突变、代谢及细胞信号传递紊乱。纳米CoFe₂O₄ 浓度较低时对ROS含量、CAT、GST活性影响不显著。这项研究表明,诱导ROS产生是CoFe₂O₄ NPs的致毒方式之一,并阐明了在自然环境中可能发生于生物体和纳米颗粒之间的复杂过程。以光谱法作为手段,本文研究纳米粒子与牛血清白蛋白（BSA）、酸性磷酸酶（AP）的相互作用,探讨了纳米CoFe₂O₄ 对蛋白质结构和功能的潜在影响作用。结果表明,纳米CoFe₂O₄ 通过静态猝灭机制引起BSA和AP的荧光猝灭。负值热力学参数（ΔH和ΔG）说明这种静态猝灭是自发和放热的。ΔS的负值和正值,表明CoFe₂O₄ NPs与BSA和AP间的结合力分别为范德华力、氢键和静电作用。此外,通过TGA、DLS测试证明BSA和AP在CoFe₂O₄ NPs上形成了蛋白质电晕,BSA和AP在CoFe₂O₄ NPs表面的密集包覆,使得负的zeta电位上升。BSA和AP在CoFe₂O₄ NPs上的这种包覆使得磁性饱和值从50.4 emu分别下降到了46.2和45.5 emu。通过对比静态荧光猝灭和理论分析值,进一步分析BSA在CoFe₂O₄ NPs上形成的蛋白质电晕。利用FTIR、UV-CD、紫外可见分光光谱和三维光谱等方法证实CoFe₂O₄ NPs与蛋白质的结合会引起BSA和AP内部微环境改变,引起二级结构和三级结构的改变。此外,同步荧光（SFS）表明CoFe₂O₄ NPs明显改变了BSA和AP内部色氨酸（Trp）残基附近的微环境。通过测定BSA酯酶活性,说明CoFe₂O₄ NPs会引起BSA变性。本文还进一步研究了CoFe₂O₄ NPs对小球藻中AP活性的影响,实验分别测定了CoFe₂O₄ NPs浓度为0和200μM时小球藻液的表观米氏常数（Km）和活化能,表观米氏常数常数分别为0.57和26.5 m M,活化能分别为0.538和3.428 KJ mol-1。-7 Umml-1的表观Vmax值说明酶活性位点完全被NPs占据而没有给酶底物留下空间。结果表明CoFe₂O₄ NPs通过使AP酶展开而降低了酶活性,说明CoFe₂O₄ NPs会通过改变AP酶结构和代谢活性而破坏酶的活性。本文从多个层面阐述了纳米CoFe₂O₄ 的生物毒性,为开发环境友好、安全的纳米材料提供了理论性依据。同时,提供了能更好地精确控制和分析纳米颗粒在复杂的生物和环境体系中的方法,为相关监管机构和部门制定和实施严格的法规提供了参考。