纳米级含能材料的发展给军工领域带来了巨大的改变,它不仅具有较高的熔点、较低的蒸汽压、优良的热安定性和爆轰稳定性,还对低压长脉冲刺激钝感而对高压短脉冲刺激敏感等优点。此外,其对环境及人类的影响也引起了人们的广泛关注。近年来对于纳米材料毒性的研究报道,多为对金属、金属氧化物、碳纳米材料及量子点等材料毒性研究,而对关于纳米含能材料毒性研究报道甚少,特别是纳米级含能材料对动物细胞和微生物毒性的研究及评价。本论文研究了三种纳米级含能材料即六硝基茋（HNS）、三氨基三硝基苯（TATB）和2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物（LLM-105）的细胞和细菌毒性及其致毒机理。分别研究了:（1）以小鼠巨噬细胞RAW264.7细胞和小鼠成纤维细胞L929细胞为模型细胞进行染毒实验,采用CCK-8比色法检测细胞活性,显微镜观察细胞形态变化,同时对乳酸脱氢酶（LDH）活性、过氧化物歧化酶（SOD）活性、丙二醛（MDA）的含量、细胞凋亡水平进行测定以分析判断细胞死亡机制。（2）以大肠杆菌、枯草芽孢杆菌为模型细菌,采用光密度法检测细菌存活率,探究粒径大小、分散介质、细菌类型对其毒性大小的影响。通过观察细菌的细胞形态变化、细菌表面疏水性、细菌-纳米颗粒沉降特征等来分析判断细菌死亡机制。研究结果如下:（1）纳米级含能材料HNS、TATB、LLM-105均可以引起RAW264.7细胞活性显著下降,并呈现剂量相关性。其中HNS、TATB、LLM-105对RAW264.7细胞的半抑制浓度(IC₅₀)分别为49.3、211.3、6.6μg·m L^-1。随染毒剂量升高,细胞形态发生改变,同时上清液中LDH酶的活性也呈上升趋势,说明细胞完整性遭到破坏。其中HNS染毒细胞内氧化应激指标变化不明显;TATB可引起胞内SOD活力的下降,但MDA的含量并未显著增加;而LLM-105染毒细胞内SOD酶活力下降、MDA含量增加。同时三种材料均可诱导小鼠巨噬细胞凋亡水平增加。这说明,HNS诱导了细胞凋亡,细胞凋亡的中、晚期可以破坏细胞结构的完整性,降低细胞活性;TATB可引起胞内SOD活力的下降,引发氧化应激,但并未引起严重的氧化损伤,同时还诱导细胞凋亡,导致细胞活力下降;LLM-105通过引起细胞内氧化应激反应,造成组织的氧化损伤,诱导细胞凋亡,进而导致细胞活力下降.（2）纳米级含能材料HNS、TATB、LLM-105对L929细胞具有毒性作用,LLM-105对L929细胞的毒性作用最强,HNS次之,TATB毒性微弱。随染毒剂量升高细胞形态发生改变,同时上清液中LDH酶的活性也呈上升趋势,说明细胞完整性遭到破坏。此外,HNS、TATB染毒细胞内氧化应激指标无明显变化,对细胞凋亡的影响微弱;LLM-105染毒细胞内SOD活力下降、MDA含量增加,同时诱导了细胞凋亡。这说明破坏细胞膜的完整性是HNS、TATB引发细胞死亡的重要原因;而LLM-105可以通过产生氧化应激,引起细胞凋亡,进而导致细胞破裂、坏蛆,细胞活力下降。针对不同的纳米材料,其生物毒性效应和机理不尽相同,即使是同一类材料,受试对象不同,其致毒机理也存在差异。（3）纳米级含能材料HNS、TATB、LLM-105中仅LLM-105对细菌的毒性作用明显,因此主要研究LLM-105的微生物毒性效应。以LB培养基为分散介质,比较了纳米级和微米级LLM-105对大肠杆菌的毒性效应。发现两种粒径的颗粒均对大肠杆菌具有毒性作用,并呈现尺寸-效应关系,纳米级颗粒的毒性明显强于微米级颗粒的毒性;LLM-105在LB培养基中比在MD培养基中的表现出更强的细菌毒性;同时还发现LLM-105对大肠杆菌的毒性大于对枯草芽孢杆菌的毒性。最后,由细菌扫描电镜图、细胞表面疏水性及沉降特征可知,LLM-105能够与细菌表面接触引起细菌形态结构改变,导致细菌细胞破裂死亡。