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目的:本实验以单壳层二氧化锆纳米颗粒（ZrO2 nano-particle,ZrO2 NP）为化疗药物载体,构建新型的化疗药物纳米控释系统,并通过宝石能谱CT成像重建的能谱曲线与基物质相对含量分析生成标准工作曲线,体外细胞实验实时监测HepG2肝癌细胞内颗粒浓度,分析基物质相对含量与细胞内药物浓度的相关性,评估能谱CT成像结果反映药物转运与释放的可行性,为纳米颗粒运载药物在临床应用疗效评价方面提供影像学依据。材料与方法:纳米二氧化锆装载临床常用化疗药物——盐酸阿霉素（doxorubicin,DOX）,利用过量载药法构建荷载盐酸阿霉素的纳米二氧化锆颗粒（DOX@ZrO2 NP）,计算化疗药物的封包率与装载量。体外实时监测DOX释放浓度,绘制药物释放曲线。配置不同浓度的纳米二氧化锆溶液,利用宝石CT能谱成像（gemstone spectral imaging,GSI）序列扫描,通过后处理分析基物质相对含量,得出不同浓度的感兴趣区（region of interest,ROI）内对应的数据,绘制工作曲线,得出一定浓度范围内ZrO2 NP浓度与所测得基物质含量的关系公式。采用HepG2肝癌细胞作为靶细胞,以浓度范围为0-800ug/mL的不同浓度组DOX@ZrO2 NP培养基孵育24小时,用活细胞计数试剂盒（cell counting kit-8,CCK-8）评估DOX@ZrO2 NP的细胞毒性。以适宜浓度的DOX@Zr O2 NP溶液分别孵育HepG2细胞不同时间,通过酶标仪测定细胞内阿霉素。而后对细胞悬液进行GSI扫描,分析影像结果与细胞内药物浓度的相关性。结果:利用低温离心冻干机所装载的DOX@ZrO2包封率与装载量分别为65.2%、13.65%。利用GSI所得的碘-水基物质相对含量与ZrO2 NP浓度成对数线性相关,关系公式为y=1.008ln（x）+4.086（R2=0.975）。DOX@Zr O2 NP在体外可实现DOX的缓慢少量释放。根据DOX@ZrO2 NP毒性实验结果,实验浓度采用200ug/ml DOX@ZrO2 NP,进行GSI扫描所得基物质相对含量与HepG2细胞内药物含量的相关性实验。经数据分析结果可得HepG2细胞DOX在6h内的变化趋势与GSI所得相对物质含量相关系数为0.973。超过6小时后受DOX对HepG2细胞的毒性作用与细胞通透性的影响,DOX@ZrO2 NP浓度有所减低。结论:在一定时间与一定浓度范围内,利用GSI序列的基物质含量分析结果可以反映HepG2细胞内DOX@ZrO2 NP的实际药物浓度。证实了能谱CT可观察DOX@ZrO2 NP在体外细胞内的经时变化,为临床应用提供可靠地影像监测手段。