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随着纳米科学和纳米技术的迅速发展,越来越多的纳米材料(NMs)被用于生产、生活。超顺磁氧化铁纳米颗粒(SPIONs)是一种重要的生物医用纳米材料,除用于核磁共振成像(MRI)外,还可用于靶向给药、基因治疗和热疗等。然而,目前有关SPIONs物理化学特性对其在体内代谢行为的影响了解还不够充分,影响了其进一步的应用。本课题合成了两种不同粒径(6 nm和55 nm)的SPIONs,评价了其靶器官毒性。利用同位素示踪技术观测SPIONs在小鼠体内的分布,透射电子显微镜(TEM)及同步辐射扫描透射X射线显微技术(STXM)检测SPIONs在在细胞水平的分布与转化。实验得到的主要结果如下：(1)SPIONs的主要靶器官为肝脏和脾脏,并富集于肝脾巨噬细胞的溶酶体中。在肝脏和脾脏中会在短期引起不同程度的氧化损伤,但均在第7天恢复到正常水平,但均未造成明显的器质性损伤。(2)采用两种不同标记方式(64Cu和59Fe)得到的放射性SPIONs代谢方式相似,主要随粪便排泄出体外,其次是尿液。尾静脉注射的放射性SPIONs半小时内被从血液中清除,而离子对照组的清除速度较慢且清除率较低。秋水仙素抑制溶酶体外排导致肝-胆-肠代谢途径受阻,粪便中放射性排泄量降低,证明了SPIONs代谢的途径。(3)体外实验表明SPIONs在溶酶体模拟液(PSF)中会迅速解离释放出铁离子,说明代谢产物中的铁是以离子形式存在。STXM结果表明在注射后7天的巨噬细胞中,吞噬了大量SPIONs的溶酶体周围存在铁蛋白受体,说明部分被溶酶体降解的铁离子通过与铁蛋白的结合参与到体内铁代谢过程中。本论文探讨两种SPIONs不同粒径和物理化学性质与其生物效应的关系,将常规方法与同位素示踪技术以及同步辐射技术相结合研究了超顺磁氧化铁纳米颗粒在小鼠体内的转化和代谢机制,指出SPIONs会导致短期的氧化应激后逐渐恢复正常水平,在体内逐渐被吞噬溶酶体降解为铁离子后与铁蛋白结合,参与到体内正常铁代谢过程,对SPIONs作为药物进入人体后的安全性提供了实验支撑。