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自纳米技术飞速发展以来，在生物医学领域，将纳米材料和药物分子结合形成的功能性纳米药物载体成为了研究热点。在无机物中，埃洛石纳米管、碳量子点因其独特的理化性质，在纳米药物投递系统研究中引起了广泛的注意。尽管目前有部分研究结果表明埃洛石纳米管(HNTs)、碳量子点(CDs)的毒性非常小，生物相容性高，但对于埃洛石纳米管、碳量子点应用于临床的生物安全性，目前仍没有令人信服的可靠结论。基于此，本课题以免疫安全性作为切入口，以埃洛石纳米管、氮掺杂碳量子点(N-CDs)为实验材料，以大鼠为载体，通过灌胃、吸入以及注射等方式，研究这两种纳米材料对大鼠免疫系统的影响，并对其免疫毒性作初步研究，初步探索了埃洛石纳米管、氮掺杂碳量子点作为新一代药物载体材料的生物安全性以及可行性。本课题主要进行以下三部分的研究：
第一部分：埃洛石纳米管经胃肠道，呼吸道对大鼠免疫安全性的影响
本章中，我们利用透射电镜、光电子能谱对埃洛石纳米管的形貌、结构组成进行表征。设空白对照组，建立埃洛石纳米管混悬液仿口服低(0.0625 g/mL)、中(0.125 g/mL)、高剂量(0. 5 g/mL)剂量组和仿吸入低(0.0625 g/mL)、中(0.125 g/mL)、高剂量(0. 5 g/mL)剂量组对健康大鼠连续染毒。染毒完成，处死大鼠并分别采集胸腺、脾组织和外周血血清样本，检测分析GSH、MDA、SOD、TNF-α、IFN-γ、IL-1等免疫系统指标。结论：仿口服组大鼠胸腺匀浆的低、高剂量组和脾匀浆的中剂量组MDA含量显著升高(P＜0.05，P＜0.01)，胸腺各剂量组和脾高剂量组SOD活力显著性降低(P＜0.01)。仿吸入组大鼠脾高剂量组MDA含量显著性升高(P＜0.05)，胸腺中、高剂量组MDA含量显著性降低(P＜0.05，P＜0.01)；胸腺低、中剂量组SOD显著升高(P＜0.01，P＜0.05)。研究中还发现仿口服组和仿吸入组的低、中剂量的埃洛石纳米管均可通过抑制IFN-γ的分泌来减弱机体的非特异性免疫，使其免疫调节功能降低，而高剂量的埃洛石纳米管则可增强IFN-γ的分泌来增强机体的非特异性免疫调节。仿吸入高剂量组还可刺激IL-1的分泌增加使机体非特异性免疫功能增强。说明埃洛石纳米管不同染毒途径对免疫系统损伤与细胞毒性方式不一，其机制可能与其对不同组织、器官的敏感程度有关。
第二部分：灌胃法评价氮掺杂碳量子点(N-CDs)对大鼠免疫系统的安全性
在本章节我们设计和制备了稳定、高量子产率的氮掺杂碳量子点(N-CDs)，利用紫外可见光谱、荧光分光光度计、透射电镜对N-CDs进行表征。实验中，设计N-CDs均匀混悬液低(2.5 mg/mL)、中(5.0 mg/mL)、高(10.0 mg/mL)多剂量组和阴性对照组，大鼠采用灌胃法，隔日染毒，采集胸腺、脾组织和外周血血清样本，进行GSH、MDA、SOD、TNF-α、IFN-γ、IL-1的检测分析。结论：本次实验中，各染毒组的大鼠体重相对空白组无明显差异；各个剂量组脾、胸腺的脏器系数几乎与空白对照组一致。脾脏的组织匀浆中，N-CDs高剂量组的GSH浓度显著降低，染毒组的SOD浓度与空白组相比无明显差异，N-CDs中剂量组、高剂量组的MDA浓度显著下降；在胸腺的组织匀浆中，N-CDs染毒组均无明显差异。在此次研究所设剂量下大鼠外周血清中的IL-1、TNF-α及IFN-γ浓度没有造成显著的变化。综上所述，N-CDs通过灌胃给药进入大鼠机体后，在整体水平上无显著性免疫毒性作用，未引起免疫功能状态的变化，无炎性作用，但在浓度较高时，可导致机体脾脏的氧化和抗氧化作用调节紊乱，对免疫系统造成一定的氧化损伤。说明了N-CDs的生物安全性。
第三部分：尾静脉注射法评价氮掺杂碳量子点(N-CDs)对大鼠免疫系统的安全性
本章节我们利用第二章节制备的氮掺杂碳量子点(N-CDs)，通过尾静脉注射N-CDs的方式来对大鼠进行染毒。实验中，我们设计了N-CDs均匀混悬液低(2.5 mg/mL)、中(5.0 mg/mL)、高(10.0 mg/mL)多剂量组和阴性对照组，隔日染毒，采集胸腺、脾组织和外周血血清样本，进行GSH、MDA、SOD、TNF-α、IFN-γ、IL-1的检测分析。结论：相较于空白对照组，各染毒组的大鼠体重较空白组仍未出现明显差异，且大鼠体重在染毒期间逐渐增长。N-CDs低、中剂量组大鼠脾脏的脏器系数明显增大(P<0.01和P<0.05)，而N-CDs低、中、高剂量组大鼠胸腺的脏器系数均显示明显下降(P<0.01)。胸腺组织匀浆中，与空白对照组相比，各剂量GSH和MDA含量均未出现明显改变，SOD活力随N-CDs尾静脉注剂量的增大而显示出梯度降低(低剂量P＜0.05，中、高剂量P＜0.01)。脾脏组织匀浆中，与空白对照组相比，各剂量组GSH和SOD含量均无显著性差异，而低、中剂量组的MDA含量呈显著性降低(P＜0.01和P＜0.05)。各剂量组的TNF-α、IFN-γ和IL-1含量较空白对照组的变化均无无统计学意义。表明尾静脉注射N-CDs对大鼠免疫系统的整体水平上没有明显影响，更未见免疫毒性作用或者炎性反应，虽然个别指标出现异常，但免疫系统似乎又表现出自身的免疫调节能力加以维护机体的整体免疫平衡。
第一部分：埃洛石纳米管经胃肠道，呼吸道对大鼠免疫安全性的影响
本章中，我们利用透射电镜、光电子能谱对埃洛石纳米管的形貌、结构组成进行表征。设空白对照组，建立埃洛石纳米管混悬液仿口服低(0.0625 g/mL)、中(0.125 g/mL)、高剂量(0. 5 g/mL)剂量组和仿吸入低(0.0625 g/mL)、中(0.125 g/mL)、高剂量(0. 5 g/mL)剂量组对健康大鼠连续染毒。染毒完成，处死大鼠并分别采集胸腺、脾组织和外周血血清样本，检测分析GSH、MDA、SOD、TNF-α、IFN-γ、IL-1等免疫系统指标。结论：仿口服组大鼠胸腺匀浆的低、高剂量组和脾匀浆的中剂量组MDA含量显著升高(P＜0.05，P＜0.01)，胸腺各剂量组和脾高剂量组SOD活力显著性降低(P＜0.01)。仿吸入组大鼠脾高剂量组MDA含量显著性升高(P＜0.05)，胸腺中、高剂量组MDA含量显著性降低(P＜0.05，P＜0.01)；胸腺低、中剂量组SOD显著升高(P＜0.01，P＜0.05)。研究中还发现仿口服组和仿吸入组的低、中剂量的埃洛石纳米管均可通过抑制IFN-γ的分泌来减弱机体的非特异性免疫，使其免疫调节功能降低，而高剂量的埃洛石纳米管则可增强IFN-γ的分泌来增强机体的非特异性免疫调节。仿吸入高剂量组还可刺激IL-1的分泌增加使机体非特异性免疫功能增强。说明埃洛石纳米管不同染毒途径对免疫系统损伤与细胞毒性方式不一，其机制可能与其对不同组织、器官的敏感程度有关。
第二部分：灌胃法评价氮掺杂碳量子点(N-CDs)对大鼠免疫系统的安全性
在本章节我们设计和制备了稳定、高量子产率的氮掺杂碳量子点(N-CDs)，利用紫外可见光谱、荧光分光光度计、透射电镜对N-CDs进行表征。实验中，设计N-CDs均匀混悬液低(2.5 mg/mL)、中(5.0 mg/mL)、高(10.0 mg/mL)多剂量组和阴性对照组，大鼠采用灌胃法，隔日染毒，采集胸腺、脾组织和外周血血清样本，进行GSH、MDA、SOD、TNF-α、IFN-γ、IL-1的检测分析。结论：本次实验中，各染毒组的大鼠体重相对空白组无明显差异；各个剂量组脾、胸腺的脏器系数几乎与空白对照组一致。脾脏的组织匀浆中，N-CDs高剂量组的GSH浓度显著降低，染毒组的SOD浓度与空白组相比无明显差异，N-CDs中剂量组、高剂量组的MDA浓度显著下降；在胸腺的组织匀浆中，N-CDs染毒组均无明显差异。在此次研究所设剂量下大鼠外周血清中的IL-1、TNF-α及IFN-γ浓度没有造成显著的变化。综上所述，N-CDs通过灌胃给药进入大鼠机体后，在整体水平上无显著性免疫毒性作用，未引起免疫功能状态的变化，无炎性作用，但在浓度较高时，可导致机体脾脏的氧化和抗氧化作用调节紊乱，对免疫系统造成一定的氧化损伤。说明了N-CDs的生物安全性。
第三部分：尾静脉注射法评价氮掺杂碳量子点(N-CDs)对大鼠免疫系统的安全性
本章节我们利用第二章节制备的氮掺杂碳量子点(N-CDs)，通过尾静脉注射N-CDs的方式来对大鼠进行染毒。实验中，我们设计了N-CDs均匀混悬液低(2.5 mg/mL)、中(5.0 mg/mL)、高(10.0 mg/mL)多剂量组和阴性对照组，隔日染毒，采集胸腺、脾组织和外周血血清样本，进行GSH、MDA、SOD、TNF-α、IFN-γ、IL-1的检测分析。结论：相较于空白对照组，各染毒组的大鼠体重较空白组仍未出现明显差异，且大鼠体重在染毒期间逐渐增长。N-CDs低、中剂量组大鼠脾脏的脏器系数明显增大(P<0.01和P<0.05)，而N-CDs低、中、高剂量组大鼠胸腺的脏器系数均显示明显下降(P<0.01)。胸腺组织匀浆中，与空白对照组相比，各剂量GSH和MDA含量均未出现明显改变，SOD活力随N-CDs尾静脉注剂量的增大而显示出梯度降低(低剂量P＜0.05，中、高剂量P＜0.01)。脾脏组织匀浆中，与空白对照组相比，各剂量组GSH和SOD含量均无显著性差异，而低、中剂量组的MDA含量呈显著性降低(P＜0.01和P＜0.05)。各剂量组的TNF-α、IFN-γ和IL-1含量较空白对照组的变化均无无统计学意义。表明尾静脉注射N-CDs对大鼠免疫系统的整体水平上没有明显影响，更未见免疫毒性作用或者炎性反应，虽然个别指标出现异常，但免疫系统似乎又表现出自身的免疫调节能力加以维护机体的整体免疫平衡。