纳米科学与信息科学、生物科学一起,被科学界并称为21世纪科技发展的三大重点支柱科学领域。近30年来,纳米科学发展迅猛,纳米材料在医学相关的诸多领域的应用和基础研究也取得了重大的进步。然而在研究过程中,仍然存在许多问题亟待解决。其中,纳米材料的生物安全性一直都是研究者们重点关注的问题之一。近年来,研究者们对于人造纳米粒子材料生物安全性体外实验的研究取得了大量的研究成果,但通过体内实验对其安全性进行评价,则进展缓慢,而且对于研究纳米材料动物体内实验的手段并不多,对于建立系统全面的纳米粒子体内毒性研究方法,目前还面临着很多挑战。斑马鱼(zebrafish/Danio Rerio)是目前生命科学研究中重要的模式脊椎动物之一,在毒理学研究中更是应用广泛,特别是其可以对水体污染物做出相应的行为反应,对水质污染与毒性物质反应灵敏,因此被广泛用于水质监测。此外其所特有的排卵量大,发育迅速,胚胎透明,胚胎能迅速吸收小分子物质,基因与人类相似度高等优点,也使其在药物毒性评价方面具有广阔的应用和发展前景。本实验将纳米材料与斑马鱼这两个近年来的研究热点相结合,充分利用斑马鱼作为生命科学研究模式生物的独有优点,设计并分析比较血管注射、灌胃、胚胎注射(包括不同发育时期)、暴露染毒(包括不同发育时期)等多种斑马鱼体内给药染毒方式的优缺点,确定采用受精后24小时胚胎卵黄囊注射方式给药的方式对纳米级别的量子点的毒性进行评估。确定其半数致死剂量后,通过荧光显微镜观察追踪其再体内的移动和分布,发现其主要通过血液循环系统扩散到全身,并在眼部及其周围组织有聚集现象。趋光性实验证明,其对眼部并未造成致盲等较为严重的伤害,而是否造成其它影响,还需要进行进一步的验证。比较PEG修饰前后的同样化学组成(CdSe/ZnS)和同样粒径的量子点的毒性反应及毒性大小,发现未PEG修饰的量子点毒性较大且毒发较快,证明其中的重金属成分对其毒性产生的较大影响。通过基因芯片对量子点毒性影响进行全面分析,并通过反转录荧光实时定量PCR对部分异常表达基因进行验证,考察其对于信号通路及蛋白表达异常等方面的影响,以期能够对其在生物体内的毒性机制进行客观的初步阐述。本实验的意义在于希望找到并建立一种系统全面且快捷有效的纳米粒子体内毒性研究方法,对纳米级别的量子点的生物体内毒性影响和机制做出分析,并对其作为药物载体或标记化合物的成药性做出客观的评价。