纳米材料由于其在机械、电子、光学及生物医学研究和应用方面展现出的独特性能而备受关注。随着纳米科技的迅速发展，纳米材料的应用越来越广泛，纳米材料对环境以及人体健康的潜在影响引起了人们的关注。尽管纳米毒理学的研究已经广泛开展，但人们对纳米材料生物安全性的认识还处于起步阶段。本论文以碳基纳米材料为研究对象，研究了碳纳米管、富勒烯及氧化石墨烯的细胞毒性，以及其与环境污染物共存条件下对污染物生物效应的影响。　　 通过化学修饰可以提高单壁碳纳米管(SWCNTs)的水溶性和生物相容性。本文研究了羟基、氨基、羧基、聚乙二醇四种化学基团修饰碳纳米管的细胞毒性。为了全面评价不同修饰基团对碳纳米管(f-SWCNTs)细胞毒性的影响，本文采用了多种测定和评价细胞毒性的方法，包括MTS方法评价细胞活性的改变，LDH方法评价细胞膜损伤，DCFH-DA方法评价细胞内部ROS水平，AnnexinV-PI方法评价细胞凋亡和坏死，胞内GFP-Bax方法研究细胞凋亡的机理和通路。结果表明，在所有暴露浓度中，f-SWCNTs对MCF7细胞活性和ROS产生量的影响不明显，但会导致细胞形态产生明显改变，引起细胞膜损伤、降低细胞粘附性并引起细胞凋亡。除此之外，本文还对富勒烯和氧化石墨烯的细胞毒性开展了研究。　　 人工纳米材料释放到环境当中会和污染物结合，这种结合也许会影响纳米材料和所结合物质的环境效应和生物效应。本文研究了不同修饰碳纳米管与人工合成雌激素(EE2)的复合效应，并且通过测定其在MVLN细胞中诱导荧光素酶的量来考察EE2的生物活性和生物可利用性。结果表明当EE2和f-SWCNTs联合暴露MVLN细胞后，EE2的雌激素活性没有明显改变;但HPLC分析表明EE2可以被吸附到f-SWCNTs表面，吸附后EE2的雌激素活性会受到明显抑制。初步结果表明:环境污染物与纳米材料的相互作用会影响污染物的生物有效性和环境效应。