随着纳米技术的迅速发展,纳米材料的生物安全性能也成为了人们关注的重点。人们在生活环境中,不可避免地会接触各种纳米材料,纳米材料由于粒径处于宏观粒子与原子簇的过度区域,具有独特的理化性质及生物动力学行为,对人体存在着潜在的威害。因此对纳米材料与生物体之间相互作用的研究格外重要。本文通过暗场显微成像技术实时监测细胞对于金纳米粒子的胞吞及胞吐作用,并构建暗场成像自动化识别计数系统对细胞内金纳米粒子进行定量分析。同时通过对金纳米粒子的功能化修饰研究细胞内金纳米材料的聚集状态对细胞外排及细胞毒性的影响,得出以下主要结论:(1)通过采集到的暗场图片显示,纳米材料的表面修饰影响细胞的内吞,且细胞内呈现出大量聚集的金纳米粒子不易被外排至细胞外。(2)根据图像的特征,成功构建暗场成像自动化识别计数系统。此算法设定分为四个部分,包括色彩空间的转换、亮度阀值的设定、图像的分割以及色彩的分析。并用此系统对细胞内吞、外排金纳米粒子进行了定量分析。同时通过ICP-MS对细胞内吞、外排金纳米粒子进行定量检测。两种方法的检测结果呈现出高度一致。(3)对两种不同聚集状态的金纳米粒子进行了细胞活力、细胞凋亡以及ROS水平的检测。实验结果显示金纳米粒子的聚集使其不易被细胞外排至细胞外,滞留在细胞内的金纳米粒子会产生细胞毒性对细胞活力产生影响,同时金纳米粒子的长期滞留会导致细胞的早期凋亡,而凋亡与ROS水平的上升密切相关。