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作为新型的纳米材料之一的量子点,由于其具有优良稳定的光学特性,不易光漂白、寿命长,且不易被自身组织荧光所掩盖等优点,在光学、信息学和生物医学等领域均得到广泛的应用。最初,在生物医学上应用的量子点多含镉元素,如碲化镉,硒化镉等。由于这些量子点都是含镉化合物,人们开始担忧量子点中的镉在体内暴露后给机体带来的毒性风险。CuInS2/ZnS量子点作为新近发展的无镉三元量子点,与传统的含镉量子点相比,其稳定性更好,生物相容性更强,在生物医学上具有更加广泛的应用潜能,但其生物安全性尚不明晰。本实验分别从体内和体外两个方面观察CuInS2/ZnS量子点对细胞和实验动物整体功能的影响,探究其生物安全性。1、CuInS2/ZnS量子点体外细胞毒性的实验研究本实验选取人神经胶质瘤细胞U87和大鼠肾上腺髓质嗜铬瘤分化细胞PC12两个细胞系为体外研究模型。采用荧光显微术和流式细胞术检测这两种细胞对量子点的摄取情况。采用MTT法和LDH法检测量子点对U87和PC12细胞存活状态的影响。通过提取U87和PC12细胞总RNA,检测U87和PC12细胞基因表达谱。结果显示:当量子点浓度为12.5μg/mL,在U87和PC12细胞内均可以观察到红色荧光,量子点侵入细胞后主要定位在胞浆。当CuInS2/ZnS量子点浓度为12.5μg/mL、25μg/mL、50μg/mL和100μg/mL时,U87细胞对该量子点的平均摄取率分别为（11.15±1.26）%、（95.53±0.57）%、（97.37±1.53）%和（97.50±0.72）%,PC12细胞对该量子点的平均摄取率分别为（59.27±3.62）%、（98.00±0.25）%、（98.40±0.95）%和（97.77±0.29）%。MTT结果显示:在24 h时,50μg/mL组和100μg/mL组的U87细胞存活有增加（P<0.05）,但48 h和72 h后,这4个浓度的CuInS2/ZnS量子点对U87细胞活性都没有显著性差异。LDH法实验结果显示:在量子点与细胞共培养24 h时,U87细胞所释放出来的LDH均增加（P<0.05）,但48 h和72 h后,实验组与对照组所释放出来的LDH量没有显著性差异。MTT法检测PC12细胞活性的结果显示:4个浓度的CuInS2/ZnS量子点在3个时间点上对PC12细胞增殖影响没有统计学意义。LDH法实验结果显示,在24 h,12.5μg/mL组、25μg/mL组和100μg/mL组LDH释放率增加（P<0.05）。但在48 h和72 h,这四个浓度组的LDH释放率与对照组相比没有统计学意义。基因测序结果显示,量子点处理后的U87细胞中出现上调显著性差异基因220个,下调的显著性差异基因有1515个。量子点处理后的PC12细胞中出现上调显著性差异基因940个,下调显著性差异基因有2241个。2、CuInS2/ZnS量子点体内生物毒性的实验研究选取7周龄的雄性BALB/c作为动物模型,通过尾静脉注射高浓度（25 mg/kg）和低浓度（2.5 mg/kg）的CuInS2/ZnS量子点,分别在注射量子点后的第1,3,7,14,30,60和90天处死小鼠,取新鲜血液和主要脏器,通过荧光显微术、ICP-MS、血常规、血液生化和HE染色等方法观察CuInS2/ZnS量子点对体内的毒性影响。结果表明,量子点组小鼠体重未见明显异常。量子点组小鼠的脾脏和肝脏在第1天到第90天均能看到量子点的红色荧光。注射量子点第1天后,ICP-MS的结果显示小鼠肝脏、脾脏和肺的铟含量分别为4.350±1.699μg/g,8.322±2.094μg/g和4.607±2.329μg/g。随着时间的推移,铟在肝脏、脾脏和肺中逐渐减少。血常规结果显示,大多数指标在第90天没有出现显著性变化,除了血小板分布宽度（PDW）。1)心功指标显示:在注射后第7天,两个量子点组的乳酸脱氢酶（LDH）均明显高于对照组,第14天恢复正常,第30天明显低于对照组并持续到60天,90天恢复正常水平;在第30天,25 mg/kg量子点组α-羟丁酸脱氢酶（α-HBDH）明显低于对照组,持续到60天,第90天恢复正常;在第30天,两组量子点组肌酸激酶同工酶（CK-MB）均明显高于对照组,持续到第90天。2)肝功指标显示:两个剂量量子点组在第1天、第7天时甘油三酯（TG）明显高于对照组,随后恢复正常;高密度脂蛋白（HDL-C）和碱性磷酸酶（ALP）在25 mg/kg量子点注射后90天明显低于对照组（P<0.01）。总胆固醇（TC）,葡萄糖（GLU）,谷草转氨酶（AST）,白蛋白（ALB）,球蛋白（GLB）均未见明显变化。3)肾功指标显示:尿酸（UA）在注射后第1天,25 mg/kg量子点组明显高于对照组,随后恢复正常水平,60天再次升高并持续到90天;第14天,25 mg/kg量子点组尿素（URER）明显高于对照组,随后升高,90天又明显降低。总蛋白（TP）和肌酐（CR）未见明显变化。综上所述,CuInS2/ZnS量子点对体内外影响较小,毒性较低。