量子点是一种由金属核心和外壳构成,能接收光激发产生荧光的纳米材料,其外壳可连接生物基团、抗体和蛋白等,经过修饰后不仅能改变量子点的水溶性和生物相容性,也能对特定的靶器官进行荧光成像观察。目前,量子点最具有应用前景的领域是作为生物体系的荧光标记物。量子点荧光稳定性强,可对标记的生物体进行长时间的观察。量子点的应用日益广泛,随之带来的生物安全性问题引起人们关注。量子点的核心由重金属元素构成,在生物体或外界环境中可被氧化降解,核心的镉等重金属释放。目前,有关量子点毒性的研究多数集中在以离体细胞培养为模型,在活体中的研究较少,且量子点在生物体内的安全使用剂量等相关研究也很少,因此,对量子点的生物毒性及其在生物体内安全剂量的相关研究十分必要。本研究选取西南大学淡水鱼类资源与生殖发育教育部重点实验室2010年7月人工繁殖的同批尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)幼鱼,通过一次性腹腔注射的方式进行毒物动力学实验,根据每千克鱼体重注射2m1量子点浓度为20nmol/L的灭菌鱼用生理盐水,设置1个空白对照组。分别在注射后1h、4h、8h、12h、1d、2d、4d和7d,取尼罗罗非鱼各个组织进行镉离子(Cd2+)含量分析、金属硫蛋白(MT)含量测定和组织切片观察。主要结论如下：(1)已有文献表明,Cd2+与含镉元素的量子点有很好的相关性。通过电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)对组织的Cd2+含量进行测定,进而对量子点的含量进行定量。实验结果表明：量子点主要聚集在肠、肝脏、肾脏、心脏和脾脏中,性腺、鳃和肌肉分布较少。肝脏Cd2+含量1d时最高,1d后出现下降,但2d后逐渐升高,7d的Cd2+含量与1d相比无显著差异；性腺8个时间点之间的Cd2+含量差异不显著；脾脏Cd2+含量在1h较高,1h后Cd2+含量先逐渐下降,再升高后下降,8个时间点的脾脏Cd2+含量之间均无显著差异；肾脏中Cd2+含量分别在1h和1d时较高,但两者之间无显著差异；1h时,心脏Cd2+含量出现最高,之后Cd2+含量逐渐降低；1h时,肠的Cd2+含量最高,Cd2+含量随着注射时间的延长逐渐降低；鳃和肌肉中Cd2+含量较低,均低于50ng/g。(2)通过对暴露于量子点的尼罗罗非鱼部分组织的MT含量进行测定,结果显示：4种组织中MT含量排列顺序为脾脏>肠道>肾脏>肝脏。脾脏MT含量在注射1h时较高,与对照组相比有显著差异,量子点诱导MT的合成,1h后MT含量逐渐降低,与对照组比无显著差异,这与相应的Cd2+含量变化一致；肠中MT含量在1h时较高,与对照组相比有显著性差异,此时MT被量子点诱导合成,1h后MT含量维持较稳定的状态：肾脏的MT含量在1h、8h和1d时较高,与对照组相比有显著性差异,量子点促进MT的合成,其它5个时间点MT含量相对稳定；肝脏MT含量相对其它3个组织低,但在1h、4h和1d时,MT含量与对照组相比有显著差异,MT被量子点诱导合成。(3)通过对组织进行石蜡切片的制作,在荧光显微镜下观察量子点的荧光,结果显示：脾脏和肾脏中红色量子点的荧光物质较多,发红色荧光的量子点主要分布在脾脏的巨噬细胞中；在肾脏中,量子点大多分布在肾小管和肾小囊周围的淋巴样组织,近曲小管、远曲小管中也有少量量子点的分布；在心脏中,量子点零散地分布在心肌纤维；在肠中,量子点主要分布在粘膜层、固有层和杯状细胞,粘膜层的红色荧光较强,而固有层的红色荧光较弱；在鳃和肌肉组织切片中,未观察到量子点。通过HE染色发现,量子点对肝脏、肾脏、脾脏、心脏和肠产生轻微的损伤,表现为细胞体积变小、心肌纤维变细、脾脏中巨噬细胞增多,注射后7d时,部分组织能恢复正常状态。以上结果表明：量子点进入鱼体后,主要聚集在肠、肝脏、肾脏、心脏和脾脏中,在性腺、鳃和肌肉中分布较少；注射1h时,脾脏、肠、肾脏和肝脏MT的合成量都大于对照组,量子点诱导MT的合成；在荧光显微镜下,大部分组织中能观察到量子点,只有鳃和肌肉组织中未观察到量子点。