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碳纳米管(CNTs)材料具有优良的物理化学性能，广泛应用在电子、催化剂、传感器和生物医药等领域。随着人类接触CNTs材料的几率不断增加，其生物安全性问题逐步得到重视。目前，有人量关于CNTs材料毒性的报道，其中有些研究结果不一致，其主要原因是存在大量因素影响CNTs材料毒性。为了探究CNTs的毒性和生物效应，本论文选取多壁碳纳米管(MWCNTs)和单壁碳纳米管(SWCNTs)两种材料，首先检测它们对肺癌上皮细胞(A549)的毒性，并针对CNTs毒性机理进行探讨;然后着重研究CNTs对肺组织的影响;最后，利用原位液体透射电镜技术，探讨液体环境下MWCNTs对A549细胞的影响。主要研究结果包括以下几点: (1)研究两种CNTs对A549细胞毒性。结果显示，两种CNTs都能引起细胞显微结构损伤，但不会引起细胞显著凋亡。与MWCNTs相比，SWCNTs能引起A549细胞大量死亡，使细胞内谷胱甘肽(GSH)含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性显著降低。表明SWCNTs能引起严重氧化应激反应，扰乱细胞内氧化还原平衡，从而引起细胞严重死亡，而MWCNTs对细胞氧化还原平衡基本没有影响。 (2)研究两种CNTs对肺组织的影响。通过建立肺部灌注CNTs大鼠模型，检测两种材料对肺组织和细胞的影响，发现两种CNTs能积累在肺组织中，使肺泡壁明显水肿增厚，肺泡上皮细胞结构损伤。 (3)原位液体透射电镜观察MWCNTs与A549细胞作用。借助原位液体样品室，用透射电镜观察液体环境中的A549细胞，当细胞与MWCNTs作用后，清晰观察到细胞内空泡和团聚MWCNTs存在，并结合荧光显微镜研究电子束辐照对A549细胞的损伤。