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纳米技术在学科交叉方面展现了巨大的生命力，渐渐成为一个有广泛科学内容和潜在应用前景的研究领域。近年来，很多研究己经开始将纳米技术引入生命科学领域，从而形成了一个更为引人注目的世界——以纳米结构和分子识别为基础，实现纳米体系参与的疾病诊断、治疗、药物靶向传输和控制释放。然而，纳米材料比红细胞要小得多，理论上可以随血液到达生物体任意部位。材料纳米化带来一系列安全问题尚有待考证，故纳米毒理学已成为近年来国际上最为活跃的研究热点之一。宏观粒子可以通过内吞方式进入细胞内部，而纳米粒子进入细胞的方式和机理尚无定论，且多为猜测。纳米TiO2光催化作用下可以杀灭肿瘤细胞，有不少报道认为诱导凋亡是杀灭肿瘤细胞的主要方式，但是一直缺乏有力证据。为此，本论文制备了铈离子掺杂纳米TiO2（CDT）、纳米ZnO和纳米Mn3O4，以不溶粒子CDT为对象，考察纳米粒子进入细胞的方式，探讨其内在机理，并围绕稀土铈离子掺杂纳米TiO2的结构特性、光学特性等方面对其毒理学、光治疗作用以及纳米ZnO和纳米Mn3O4体内，体外毒性进行了较深入的研究，取得了如下结论。1、本文利用湿化学法，温和条件下在ZnAc2—xylene体系中，滴加N2H4·H2O—乙醇溶液制备出了纳米氧化锌粒子，并运用扫描电镜、透射电镜、X-射线粉末衍射等手段对纳米粒子进行表征。结果表明，所得的纳米氧化锌颗粒，直径约为5nm大小，六方纤锌矿型结构结构。采用同样方法，制备出了5nm大小的四氧化三锰纳米粒子。利用浸渍法制备了纳米CDT，并运用透射电镜、X-射线粉末衍射和紫外-可见分光光度计等手段对纳米粒子进行表征。结果表明，所制备的纳米粒子粒径约为20nm。铈离子掺杂能减小带隙宽度，提高纳米TiO2可见光催化活性。2、以L02细胞为对象，体外研究了纳米CDT对人正常肝细胞的跨膜运输特性和对细胞超微结构的影响。结果显示，无光条件下，纳米CDT对L02细胞存活率影响不大，乳酸脱氢酶有少量增加，但与对照组无明显差异。较大的纳米团聚体以吞噬泡存在于细胞质中；单个纳米粒子，或几个纳米粒子小团聚体以非吞噬方式进入L02细胞质，并能够进入细胞核。非吞噬方式跨膜运输可能与与粘性反应、或是基于热力学的表面和线应力作用有关。纳米CDT粒子进入细胞后，细胞质中大量糖原颗粒游离出来，粗面内质网肿胀变形；线粒体基质减少，瘠变短，产生较大的空泡；细胞核变形、聚缩，伴有核膜出芽现象；核内染色体异常聚集，有凋亡迹象，同时，亦发现少量细胞坏死发生。但是，有膜状包被的纳米粒子，对细胞增殖、有丝分裂没有太大的影响。体外试验显示，纳米ZnO体外对L02细胞毒性明显，30μg／mL浓度作用后，L02细胞相对增长率仅仅为54.4％。纳米CDT、ZnO、Mn3O4均无明显溶血性。3、以人肝癌细胞系Bel 7402为对象，运用荧光染色、DNA琼脂糖凝胶电泳等表征手段，研究了纳米CDT体外光催化对肿瘤细胞的杀灭作用，并探讨了杀灭机理。结果表明，当仅有紫外光作用时，低辐照时间对细胞形态生长率几乎没有影响。紫外光照射下，纳米CDT能够以较高的速率杀灭Bel 7402细胞。Bel 7402细胞轮廓增强，细胞收缩变小，大量细胞出泡并有许多细胞碎片生成。肿瘤细胞存在凋亡和坏死两种主要死亡方式。同时，可见光照射下，纳米CDT也能够引起Bel 7402细胞凋亡。周期分析表明，肝癌细胞被阻断于G2期。4、以昆明小鼠为对象，研究了纳米CDT、ZnO和Mn3O4体内对血液LDH、肝组织MDA、SOD等生化指标以及主要器官脏器系数的影响，并对各试验组小鼠心、肝、脾、肺和肾脏等主要器官进行病理学分析。三者均能引起血液乳酸脱氢酶的上升，肝组织超氧化物歧化酶下降和丙二醛的上升。其中ZnO组变化显著，其它两组与对照无明显差别；腹腔注射毒性比经口灌胃毒性较大。纳米ZnO能够引起内脏损伤，器官损伤与染毒方式有关。