大气细颗粒物具有尺寸小、成分复杂以及其理化特征随时间空间分布差异显著等特点,这些特点极大地限制了实验室条件下对其健康效应的研究。大气细颗粒物生物可给性是指其中的有害成分在模拟肺液中可以溶出的部分,可溶部分更容易被机体吸收并产生相关的毒性,因此生物可给性研究是一类重要的细颗粒物健康风险评估方法。通过在体外用模拟肺液进行溶出实验,可以快速获取大气细及超细颗粒物中有害成分的生物可给性数据,但目前吸入生物可给性方法发展缓慢,缺乏体内实验数据验证其准确性。另一方面,吸入肺部的超细颗粒物可能直接进入肺表皮细胞,而目前这部分超细颗粒物是体外生物可给性研究方法忽略的部分。本论文以纳米颗粒以及细土壤颗粒作为大气细及超细颗粒物的模拟物,研究纳米粒子在模拟体液中的分散行为和溶出特点,并通过模拟纳米粒子在环境中与天然有机物(Naturalorganicmatters,NOMs)相互作用,研究NOMs对纳米粒子在模拟体液中的分散行为和溶出特点产生的影响以及NOMs对纳米粒子细胞摄入过程和细胞毒性产生的影响;另一方面,通过对不同来源的细土壤颗粒和对细土壤颗粒添加不同化学性质的铅元素,构筑具有不同化学性质的铅污染细颗粒,建立细颗粒物中铅的吸入生物有效性方法并优化铅吸入生物可给性方法。本文主要研究内容包括:(1)研究金属氧化物纳米颗粒(nZnO、nCuO、nTiO2、nCeO2和nFe3O4,17～42nm)以及非纳米矿物粉末(ZnO、ZnSiO3、ZnS和CuO)在两种模拟肠胃液:Solubility bioavailability research consortium(SBRC)、In vitro gastrointestinal(IVG)和两种模拟肺液:Artificial lysosomal fluid(ALF)、Gamble Solution 中的分散行为及金属有害元素的生物可给性,为这类细及超细颗粒通过吸入暴露或者经口暴露后的健康风险评估提供数据。(2)模拟nAg和nZnO在环境中与NOMs—柠檬酸、酒石酸和富里酸作用的过程,调查这些NOMs对纳米粒子在Gamble Solution和ALF中的团聚与溶解行为的影响,为环境因素对超细颗粒物吸入暴露可能产生的影响提供参考。(3)将制备的纳米银(27.9±7.9 nm)与NOMs相互作用,研究NOMs对纳米银进入人体肺腺癌上皮细胞(A549细胞)的行为产生的影响以及对纳米银的细胞毒性产生的影响,为环境因素对超细颗粒物进入肺部细胞及穿过气-血屏障的过程可能产生的影响提供参考。(4)通过球磨法将矿物土磨制成直径小于2.5 μm的颗粒(模拟PM2.5),以Balb/c小鼠为暴露对象,模拟PM2.5的暴露过程,建立PM2.5中Pb的吸入生物有效性研究方法,为PM2.5中Pb的吸入生物有效性提供数据,并对四种常用吸入生物可给性方法 Gamble Solution、ALF、Simulated lung fluids(SLF)和 Simulated epithelial lung fluids(SELF)进行筛选和进一步优化,建立Pb的吸入生物有效性-生物可给性相关性曲线。