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量子点(Quantum Dots, QDs)作为一种独特的光化学性质半导体纳米晶体,它独特的性质在光学成像、生物医学、生物标记等方面获得广泛应用。随着量子点的日益广泛使用,量子点将不可避免的通过不同途径进入水环境中,对水生生物产生毒性作用,导致水生生态系统构成潜在的危害,因此量子点对水生生物的安全性问题不容忽视。鱼类在食物链中扮演着重要的角色,其直接暴露在水体中对化合物的毒性作用较为敏感,在食物网的结构和水生生态系统的稳定中起着重要作用。因此,本研究以世界性养殖鱼类尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)为实验对象,分别就CdSe/ZnS量子点(CdSe/ZnS QDs)对尼罗罗非鱼的早期发育毒性,DNA遗传毒性、血液生化指标以及肝脏和肾脏的损伤毒性作用,进行了三个系列的实验,实验设置浓度为：空白对照组(即0.65%NaCl对照组)、100、200、400和800 nmol·L-1 QDs浓度组以及Cd2+阳性对照组(镉浓度等同于800 nmol·L-1 QDs含镉量)。实验一,早期发育实验,采用水体浸泡暴露方式,考察不同浓度的CdSe/ZnS QDs在胚胎发育至6、12、24、48和72 hpf (Hours post fertilization)对尼罗罗非鱼胚胎形态特征、氧化损伤和基因表达的发育毒性；实验二,遗传毒性实验,采取腹腔注射暴露方式,通过单细胞凝胶电泳技术,考察了不同浓度的CdSe/ZnS QDs对尼罗罗非鱼在不同暴露时间点(12h,24h和48h)其外周血细胞DNA损伤的遗传毒性；实验三,血液生化指标及肝脏和肾脏损伤毒性实验,采取腹腔注射方式,通过血液生化指标和肝、肾脏的MT、Hsp70基因mRNA表达水平,考察了CdSe/ZnS QDs对尼罗罗非鱼在不同暴露时间点(12h,24h和48h)其肝脏和肾脏的损伤毒性。通过三个系列实验,研究CdSe/ZnS QDs对尼罗罗非鱼的毒性效应,初步探讨CdSe/ZnS QDs对尼罗罗非鱼的毒性作用机理,进一步揭示CdSe/ZnS QDs对鱼类的毒性效应,为水生生物的毒理学研究和生物性安全评估提供重要的基础资料。主要研究结果：(1) CdSe/ZnS QDs的暴露对尼罗罗非鱼胚胎发育有着明显的影响。72hpf时,胚胎30s的内心率随QDs浓度组的增加有一定程度的减缓,800 nmol·L-1QDs浓度组胚胎30s内心率与空白对照组相比显著性降低(P<0.05)；胚胎孵化抑制率随QDs浓度的增加而显著升高(P<0.05),CdSe/ZnS QDs的暴露还引起了胚胎卵凝集,发育停滞、胚胎畸形等多种毒性现象；此外,Cd2+对照组的胚胎发育至72 hpf时已全部死亡。(2)CdSe/ZnS QDs的暴露明显影响了尼罗罗非鱼胚胎在不同发育时期的SOD活性变化,MDA含量虽随QDs浓度的增加而增加；此外还诱导尼罗罗非鱼胚胎MT基因和Hsp70基因mRNA表达上调,其中800 nmol·L-1 QDs浓度组胚胎的MT因和Hsp70基因mRNA表达较空白对照组相比上调显著(P<0.05)(3) CdSe/ZnS QDs的暴露明显导致尼罗罗非鱼外周血细胞DNA的损伤。随CdSe/ZnS QDs暴露浓度的增加以及时间的延长,尼罗罗非鱼外周血细胞的彗星尾长、尾部DNA百分含量、尾矩和Olive尾矩与NaCl对照组相比均明显的增加(P<0.05),并呈现出明显的剂量-效应和时间-效应。此外,Cd2+阳性对照组的尼罗罗非鱼外周血细胞彗星尾部长度、尾部DNA百分含量、尾矩和Olive尾矩明显的高于NaCl对照组和QDs各浓度组(P<0.05)。(4)血清生化检测发现CdSe/ZnS QDs可引起尼罗罗非鱼总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、肌酐(CREA)、谷草转氨酶(AST)、谷丙转氨酶(ALT)和乳酸脱氢酶(LDH)等与肝脏和肾脏器有关的指标发生变化,尤其是在QDs高浓度组中表现较为明显。(5) CdSe/ZnS QDs对尼罗罗非鱼肝脏和肾脏的MT, Hsp70基因有着明显的影响。400和800 nmol·L-1 QDs在12h、24h和48 h尼罗罗非鱼均显著高于NaCl对照组(P<0.05)并呈现出明显的剂量-效应关系。Cd2+阳性对照组的尼罗罗非鱼肝脏和肾脏的MT基因和Hsp70基因mRNA表达水平显著性高于NaCl对照组和QDs各浓度组(P<0.05)。主要研究结论：(1) CdSe/ZnS QDs暴露明显影响了尼罗罗非鱼胚胎形态变化、内心率和孵化抑制率的改变,引起多种毒性效应,导致抗氧化系统失衡,诱导胚胎机体MT和Hsp70基因mRNA表达水平上调。(2) CdSe/ZnS QDs的发育毒性可能与其纳米性质(如粒径较小、易吸附性和富集作用等)以及核心Cd2+的释放有关,更重要的原因可能是QDs的纳米性质与自身部分释放出的Cd2+共同作用,导致尼罗罗非鱼机体产生氧化应激作用,脂质过氧化产物过多,产生过量的活性氧自由基以及诱导相关基因表达的上调。(3) CdSe/ZnS QDs暴露明显造成尼罗罗非鱼外周血细胞的DNA损伤,DNA的彗尾尾长、DNA百分含量、尾矩和Olive尾矩增加,对尼罗罗非鱼产生遗传毒性效应。(4) CdSe/ZnS QDs暴露能够对尼罗罗非鱼肝脏和肾脏产生一定的毒性作用,使尼罗罗非鱼血液中与肝脏和肾脏有关的生化指标发生变化,并诱导肝脏和肾脏的MT、Hsp70基因mRNA表达上调。引起QDs毒性原因可能与其纳米自身性质(如富集作用、粒径较小等)以及核心Cd2+的释放有关。