随着纳米技术的飞速发展，人类日益暴露在超细颗粒物(<100 nm)充斥的环境中。研究表明沉积在鼻腔粘膜的外源性物质有可能沿着嗅神经通路进入中枢神经系统(CNS)，这提示纳米颗粒也可能经嗅觉系统进入大脑。纳米氧化锌(ZnO)是极少数具有优异光催化性质的金属氧化物纳米材料。硫酸锌损伤啮齿类动物嗅上皮会造成外周传入神经阻滞，而对于氧化锌纳米颗粒是否会被嗅觉感受器神经元摄取甚至损伤嗅觉系统还未见报道。磁共振成像是广泛使用的活体检测技术，在纳米毒理、纳米生物效应研究中有广阔的应用前景。本论文应用磁共振成像技术研究了鼻腔滴注氧化锌纳米颗粒对大鼠嗅觉系统造成的损伤，结合组织化学方法检验，并对氧化锌纳米颗粒造成的大鼠肺部损伤进行形态学观察。　　 前人的研究表明纳米生物学效应与其尺寸大小，表面性质，化学性质，溶解度，聚集状态等多种因素有关。本实验结合三种粒径(20，120和500 nm)氧化锌颗粒表征数据和各个时间点大鼠嗅觉系统磁共振成像，病理组织学检查结果发现氧化锌纳米颗粒对大鼠嗅上皮(olfactory epithelium，OE)、嗅球(olfactory bulb，OB)的损伤程度(包括嗅上皮炎症反应，嗅初级神经元轴突退化)与其粒径有关，三种粒径氧化锌纳米颗粒对嗅上皮和嗅球损伤程度从大到小依次为ZnO(20nm)，ZnO(120 nm)，ZnO(500 nm)。氧化铁(Fe2O3，20 nm)对OE，OB无明显负面作用，显示纳米金属氧化物对嗅觉系统的毒性作用与其化学性质有关。另外，实验结果表明OE的炎症反应与20 nnl氧化锌悬浮液中释放的自由锌离子无关。20 nm氧化锌与170 mM ZnSO4对大鼠嗅上皮(1或7天)，嗅球(22天)造成的损伤相似，提示可能20nm氧化锌凭借其粒径小被嗅神经摄取后以Zn2+的形式发挥毒性作用。对不同周龄组(6-7周，12周)大鼠嗅觉系统的磁共振成像研究表明，年龄在一定程度上影响纳米氧化锌毒性。NeoTimm和普鲁士蓝染色显示了20 nm氧化锌，20 nm氧化铁在嗅球中锌，铁元素的分布。电镜结果显示了更加清晰的嗅上皮微观组织结构，表明30 nm氧化锌使大鼠嗅上皮细胞出现能量代谢障碍，伴随炎症反应增加，并与甲苯胺兰染色的光镜结果一致。　　 流行病学调查显示大气颗粒物中的超细颗粒物与人群呼吸系统疾病的发病率和死亡率密切相关。职业性吸入氧化锌烟尘会引发金属热症状，而研究氧化锌纳米颗粒影响人类健康或动物实验的文献报道很少。本实验对各个时间点各组大鼠肺脏行病理检查，并利用NeoTimm和普鲁士蓝染色观察肺脏中锌，铁元素的分布情况。形态学检查结果发现在本实验剂量下，鼻腔滴注20 nm氧化锌可诱发大鼠肺部严重的炎症反应，影响正常呼吸功能，症状包括肺水肿，各级支气管损伤，甚至肺组织坏死，3个月时可见肺部空洞，肺纤维化改变。一般而言，120 nm氧化锌似乎不会导致大鼠肺部大范围且持续的炎症反应，而500 nm氧化锌几乎不会引起肺部明显炎症反应。20 nm氧化铁和ZnSO4(170 mM)暴露可导致大鼠肺部轻微炎症反应。这些结果提示暴露在越细小的氧化锌颗粒中越容易对大鼠肺部造成不可逆的损害；肺部致损程度与纳米金属氧化物化学性质有关；单从Zn2+毒性机制角度无法解释20 nm氧化锌造成的严重的大鼠肺部损伤，其中应该涉及其他机制。普鲁士蓝染色结果显示铁零星散落在肺内各区域，可被肺巨噬细胞吞噬。NeoTimm染色结果显示氧化锌颗粒越小，似乎越容易从支气管，肺泡区域进入肺间质区域，并且越难以被肺巨噬细胞吞噬并清除。