量子点（QDs）作为一种已经商品化的纳米材料,具有发射窄,激发宽,量子产率高,光稳定性好等特点,不仅广泛应用于生物传感,生物成像,药物传递和癌症治疗等生物医学领域,还广泛用于颜色转换器,激光研发,各种光电器件等。从生物医学应用和生物安全角度考虑,需要了解QDs与生物体系的作用及机制,其中复杂而关键的一环就是QDs与细胞的相互作用。虽然有大量关于QDs与细胞相互作用的研究,包括摄入,转运和排出,但仍然存在问题,如研究内容少有对QDs从进细胞到离开细胞的整个过程的完整研究,导致不同研究得到的数据很难比较和关联;QDs的外排研究仍处于初级阶段;还有就是影响QDs与细胞相互作用的一些因素尚未深入研究的,例如细胞分裂。基于以上研究背景,以人宫颈癌细胞HeLa、小鼠巨噬细胞Raw264.7、人肺癌细胞A549、人正常肺细胞BEAS-2B、人表皮癌上皮细胞A431和人乳腺癌细胞MDA-MB-468为模型,采用流式细胞术和激光共聚焦荧光显微镜并考虑细胞分裂等条件影响,系统、全面地研究了典型QDs,核壳结构的CdSe/ZnS QDs和碳量子点（CDs）,在细胞中的摄入、转运和外排。主要研究内容和结果如下:（一）研究了氨基官能化的CdSe/ZnS QDs（QDs-MEA）在HeLa细胞中的摄入、转运和外排过程。得到如下结果:QDs-MEA易被HeLa细胞摄入,且具有时间、剂量和血清依赖性,血清显著抑制细胞摄入,但无论有无血清,摄入量都在4-6h达到峰值。网格蛋白介导的内吞,小窝蛋白介导的内吞和巨胞饮都对细胞摄入QDs-MEA有贡献,但在有血清的培养基中,网格蛋白介导的内吞是主要途径,且内吞依赖肌动蛋白和微管蛋白,而在无血清的培养基中,小窝蛋白介导的内吞和巨胞饮是主要路径。QDs-MEA与细胞膜接触,形成吞噬泡进入细胞,主要分布于溶酶体中,少量也会进入线粒体、内质网和高尔基体,其他细胞器内的QDs-MEA会向高尔基体转运。QDs-MEA的外排速度快于内吞速度,在1 h内基本达到平衡,此时约有40%的QDs-MEA被排出胞外。胞吐过程也依赖于能量和肌动蛋白,溶酶体途径和内质网/高尔基体途径是主要外排途径。（二）研究了电荷对CdSe/ZnS QDs的细胞摄入的影响,即带正电的QDs-MEA和带负电的羧基功能化CdSe/ZnS QDs（QDs-MPA）在Raw264.7细胞中的摄入、分布及外排过程。结果表明,Raw264.7细胞对两种QDs都有显著摄入,血清抑制摄入,但无论是否有血清存在,细胞对QDs-MPA的摄入量总是高于QDs-MEA的。在有血清的条件下,Raw264.7细胞摄入两种QDs主要是能量依赖过程,其中QDs-MEA主要是通过网格蛋白和小窝蛋白介导的内吞作用进入细胞,而QDsMPA则主要是通过网格蛋白介导为主,小窝蛋白介导和巨胞饮作用为辅进入细胞。QDs-MEA主要分布于溶酶体中,而QDs-MPA主要分布于溶酶体和线粒体中。两种QDs都难于从Raw264.7细胞中排出,其中细胞外排带负电的QDs-MPA的能力要高于带正电的QDs-MEA。（三）研究了两种典型QDs（QDs-MEA和聚乙烯亚胺修饰的碳量子点CDs-PEI）在五种细胞模型（HeLa,A549,A431,MDA-MB-468和BEAS-2B）中的摄入和外排作用。结果表明,QDs的摄入与其性质,浓度,作用时间以及细胞种类有关。QDs浓度越高,摄入量越高;作用时间增加,摄入量增大,除CDs-PEI被MDAMB-468细胞摄入在24 h尚未达到峰值外,摄入均在4-6 h达到峰值,之后或保持恒定或稍有降低;细胞摄入QDs的能力从高到底依次是MDA-MB-468细胞,A549细胞/BEAS-2B细胞,A431细胞,HeLa细胞。QDs的外排与其性质,外排时间以及细胞种类有关。除MDA-MB-468细胞,其余细胞外排QDs-MEA均不受其细胞内含量影响。QDs从正常细胞外排的速度比从癌细胞的慢且外排量少。同一种细胞对CDs-PEI的外排能力要高于对QDs-MEA的外排,这可能和颗粒的粒径有关。另外,血清不影响前6 h的外排速率和外排量,之后有血清的体系外排变慢。QDs外排路径受细胞种类和QDs性质的影响较大,QDs-MEA的主要外排路径都涉及溶酶体路径,且依赖肌动蛋白;对于细胞外排CDs-PEI,除MDAMB-468细胞的溶酶体路径贡献大,高尔基体贡献小外,其他细胞中溶酶体路径的贡献很少,但高尔基体路径贡献多,且所有细胞均依赖微管蛋白。