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磁性Fe3O4纳米颗粒是一种重要的过渡金属氧化物功能材料，具有优异的磁性、高比表面活性和生物相容性，可用来制备多种功能材料。在生物医学、防伪识别、磁储存、磁流体以及微波吸收等领域有着广泛的应用。近年来，Fe3O4纳米粒子及其组装体系是功能材料领域、纳米材料领域、生物无机化学和生物医学研究的热点之一，尤其在医药卫生领域，比如载药体系及肿瘤靶向治疗方面。由于磁性Fe3O4纳米颗粒在生物医药领域中应用较为广泛，人体暴露机会多，其安全性问题不容忽视。本研究从磁性Fe3O4纳米颗粒在动物体内的吸收、分布、代谢、排泄入手，研究纳米颗粒在机体内的生物转运、生物转化及代谢组学变化，探讨其机制。实验动物采用静脉注射的染毒方式分为高、中、低剂量组和生理盐水对照组。采用透射电镜对磁性Fe3O4纳米颗粒进行表征；通过血药浓度－时间曲线的检测，分析计算出药代动力学参数，符合药代动力学二室曲线代谢模型；检测磁性Fe3O4纳米颗粒在实验动物肝脏、脾脏、肺脏、心脏及肾脏的含量，确定其在机体内的分布主要是脾脏和肝脏；研究纳米粒子引起组织脏器超微结构改变、超微结构下的分布；运用代谢组学技术检测磁性Fe3O4纳米颗粒染毒大鼠的血清代谢成分变化，结合常规血液生化指标及组织病理学检查，探讨纳米Fe3O4短期暴露的代谢路径底物和产物的小分子代谢物的变化，动态地评估代谢信息及代谢途径；通过测量给药后24h大鼠尿液和粪便铁的含量减去本底值，确定纳米粒子的排泄途径主要是通过粪便，其次是尿液；通过western-blot法检测各脏器组织Cav-1及CHC蛋白的表达，荧光实时定量PCR检测各脏器组织Cav-1及CHC mRNA的表达，免疫组织化学法检测脏器组织Cav-1、CHC蛋白位置的表达，表明Cav-1和CHC主要分布在细胞膜和胞浆中的生物膜上，CHC介导的吞噬作用是Fe3O4纳米颗粒在进入脏器组织细胞的途径之一；采用分子动力学模拟，从理论上得出转铁蛋白与转铁蛋白受体具体的结合过程，确定影响其动态结合的重要的氨基酸残基。综上所述，磁性Fe3O4纳米颗粒在机体内的分布及代谢是一个极其复杂的过程，主要分布在脾脏、肝脏的巨噬细胞当中，进入细胞的途径之一是通过CHC介导的吞噬作用，其代谢途径主要是肝脏和肾脏。