纳米科学被认为是21世纪头等重要的科学领域。随着纳米材料越来越多地进入到日常生活中,也增加了纳米材料暴露于人体的机会,这种暴露带来的潜在危险是不容忽视的。氨基修饰的核-壳结构的Fe304@Si02-NH2纳米材料(Fe@Si-NPs),结合了磁性纳米材料和氨基功能壳的优点,在药物靶向和医学成像等领域表现出突出的潜力。但未知的潜在生物风险限制了该新型复合型磁性纳米颗粒的推广和临床应用,因此探究其急性和长期的生物效应急不可待。本文合成和表征了直径约为20 nm的Fe@Si-NH2纳米颗粒,并结合传统血生化分析和基于核磁共振的代谢组学方法,探究经尾静脉注射后12周内Fe@Si-NH2纳米颗粒对大鼠的亚慢性生物效应。通过对体液(血液、尿液)和组织(肝、肾、脾、肺)样本的核磁共振检测对其在动物体内的运输、吸收、生物分布和排泄等生物信息进行详细分析。研究结果显示Fe@Si-NH2纳米颗粒的生物效应具有较强的剂量效应和时间效应关系。静脉注射纳米颗粒后,可以从体液(血液和尿液)代谢组的分析结果提供其在体内的运输、吸引和排泄信息,而组织肝、肾、脾、肺代谢组的变化可以提供其生物体内生物分布和生物效应信息。我们观察到两周后对照组和纳米组血液代谢组表现比较相似,表明血液作为体内新陈代谢的枢纽,具有极强的抗免疫能力;而大鼠尿液和组织代谢均受到纳米颗粒不同程度的影响,其中尿样呈现较明显的代谢恢复趋势,第四周是代谢恢复关键时间点;肝脏和脾脏是Fe@Si-NH2纳米颗粒在体内分布的靶器官,虽然没有观察到明显的毒理效应,但其导致组织内的代谢紊乱。总体而言,除了外源性物质通常干扰的代谢途径外,Fe@Si-NH2纳米颗粒还引起了体内甘油磷脂和鞘脂类代谢以及嘌呤、嘧啶和烟酸代谢等的紊乱。我们的研究结果为Fe@Si-NPs磁性纳米颗粒及剂量选择和安全性评价建立提供基础的实验依据,对其临床推广和剂量选择具有重大意义。