黑磷纳米材料是一种新兴的二维纳米材料,已广泛应用于电子、能源等领域。由于独特的二维结构和良好的光电学性质,黑磷纳米材料在生物医药及食品工业等领域表现出巨大的应用前景。然而,目前对其生物安全性的研究报道较少,限制了黑磷纳米材料在相关领域的应用。基于此,本研究评价了黑磷量子点在细胞水平和动物水平的毒性,并进一步研究了其产生细胞毒性的机理,为黑磷纳米材料在生物医药、食品等领域的应用提供一定依据。本论文研究内容如下:1.黑磷量子点的制备与表征采用液相超声刻蚀黑磷纳米片制备黑磷量子点,采用透射电子显微镜和原子力显微镜表征了材料的形貌、平均粒径及厚度,进一步用纳米粒度电位仪及酶标仪研究了黑磷量子点的稳定性。结果表明,通过液相超声刻蚀法成功制备了具有良好稳定性的黑磷量子点。2.黑磷量子点的细胞毒性及其机理研究以两种人体正常细胞即人脐静脉内皮细胞和人正常肺上皮细胞为研究对象,采用CCK-8试剂盒、ATP试剂盒和Live/Dead检测试剂盒研究了黑磷量子点在不同浓度和不同作用时间下的细胞毒性;通过检测细胞周期、细胞凋亡、线粒体膜电位、胞内活性氧含量等探究了黑磷量子点的细胞毒性机理。检测了体外黑磷量子点对H₂O₂生成羟基自由基的影响,及对细胞色素c结构的影响。研究表明,黑磷量子点对实验细胞具有毒性,将细胞阻滞于S期,可诱导细胞凋亡,促使细胞线粒体膜电位下降,诱导胞内活性氧水平升高。体外实验显示黑磷量子点能够促进H₂O₂分解生成羟基自由基,并引起细胞色素c结构变化。以上结果表明黑磷量子点的细胞毒性可能与线粒体受损有关。3.黑磷量子点在动物水平的毒性研究通过灌胃法研究黑磷量子点对小鼠模型的急性和长期毒性,分别测定了小鼠体重和主要脏器的重量变化,血清生化指标以及组织病理情况。结果表明,黑磷量子点处理后,小鼠的体重和器官重量、血清生化指标均未发生显著性变化,各个脏器没有出现明显病变症状,对小鼠无不良影响。