在不断发展的纳米科技推动下，纳米材料的生产和使用在快速的增长。纳米材料的大量应用使其接近并进入人们的日常生活，其是否会对环境和人类健康产生不利的影响成为被关注的热点。纳米碳黑(NCBs)是纳米材料的一种，在工业领域有着广泛的用途和极高的产量。近年来，排放到环境的NCBs逐年增加并引起了广泛的关注。迄今，有关NCBs对细胞毒性的详细机制仍不十分清楚，其和粒径之间的相关性值得进一步深入研究。NCBs具有强大的吸附能力，在环境中往往会吸附金属离子形成 NCBs-金属离子复合物。由于纳米材料本身的特性，可能会与金属离子的毒性造成一定的协同作用，从而造成更复杂的毒性效应。迄今，对于NCBs和金属离子在细胞层面上的联合毒性效应研究少见报道，NCBs对金属离子细胞毒性的影响及NCBs吸附金属离子后的细胞效应需要深入研究。　　在本研究中，我们研究了三种不同粒径的NCBs(14nm,51nm,95nm)对小鼠巨噬细胞(RAW274.7 cells)的毒性效应。透射电子显微镜(TEM)，动态光散射(DLS)，Zeta电位和傅里叶红外转换光谱(FT-IR)的表征结果显示，三种NCBs粒径均一，在水里和培养基里分散性良好。使用放射性标记技术定量研究了RAW264.7细胞对NCBs的摄取。成功合成了高标记率的99mTc-NCBs，并检测了其在水中和细胞培养基中的稳定性，纯化后的99mTc-NCBs可以较为理想的用于定量研究NCBs的细胞摄取实验。99mTc放射性核素标记技术和光学纤维镜以及电子显微镜观察结果均显示随着粒径的增加，细胞对 NCBs的摄取也随之增加。3-(4,5-二甲基噻唑-2)-2,5-二苯基四氮唑溴盐(MTT)和活细胞荧光染色法证明了 NCBs对细胞有剂量和粒径依赖性生长抑制。结合细胞毒性的结果，NCBs的细胞毒性随着粒径增加而增加，在细胞摄取和细胞毒性之间有着正相关的联系。细胞内丙二醛(MDA)，活性氧簇(ROS)和超氧岐化酶(SOD)的水平和细胞染色的结果显示，细胞内NCBs所导致的剂量和粒径依赖性的氧化损伤，细胞核损伤和细胞细胞骨架肌动蛋白(actin)的损伤是NCBs细胞毒性中的关键因素。　　两种不同粒径NCBs对Cr3+、Cd2+、Cu2+和Ni2+四种金属离子的吸附结果显示，NCBs对不同的金属离子吸附量是有差异的，粒径较小的SCB(small NCBs)比粒径大的LCB(large NCBs)吸附了更多的金属离子。研究了SCB和LCB叠加不同金属离子后对RAW264.7细胞和人正常肺上皮细胞(BEAS-2B cells)的毒性效应，发现 NCBs对金属离子的细胞毒性有增强效应。使用同步辐射硬 X射线对细胞内 Cu2+和 Ni2+进行成像和相对定量，结果显示NCBs会导致金属离子进入细胞内的量增加。同步辐射软 X射线扫描透射 X射线显微术(STXM)成像和双能衬度分析结果显示，NCBs吸附了大量的金属离子进入细胞，是造成细胞内金属离子含量升高的主要原因。并且，SCB比 LCB吸附了更多的金属离子，并载带了更多的金属离子进入细胞。定量研究细胞内Ni2+含量结果与同步辐射X射线成像结果吻合。因此，NCBs可以吸附金属离子并将金属离子载带入细胞，造成细胞内金属离子含量的显著升高，引起了细胞毒性的增强。　　本工作强调了粒径对 NCBs细胞摄取与毒性的影响，对纳米结构的构建以及在日常生活中的应用提供了一定的启示。NCBs与金属离子的相互作用对细胞效应产生重要影响，为纳米材料的细胞毒性以及机制研究提供了条新的思路。