纳米材料的广泛应用,给我们的生活带来极大便利。与此同时也可经各种途径进入人体,对人体健康造成潜在的威胁。作为易感人群,孕妇接触纳米材料后,很可能对子代产生不利的影响。子代的各项机能,如血脑屏障,在怀孕的母体中需要一个发育过程,血脑屏障到胚胎期的15天才能发育完善。已有的研究表明,孕鼠在妊娠期的第16天和第17天连续两天静脉注射SiO₂和TiO₂纳米材料,能够在子代的脑中有纳米材料积累。因此孕期暴露,尤其是屏障未发育完全之前,纳米材料可能更容易进入子代的脑,进而产生纳米材料的积累,并引发不良的生物效应。我们的合作者利用nano-ZrO₂来处理污水,而此过程nano-ZrO₂会不可避免脱落进入水中。因此我们有必要模拟nano-ZrO₂分散到水中,对水样的安全性进行评估。而在血脑屏障形成前后,孕鼠暴露nano-ZrO₂,对纳米材料在子代脑中分布的影响,尚未见报道。本论文中,我们将以孕鼠为模型,在子代血脑屏障形成前后对其口服暴露nano-ZrO₂,研究母体可承受的安全剂量范围,并且在这一安全剂量范围内,对比研究纳米材料在子代的脑中的累积情况。第一部分,首先对nano-ZrO₂进行物理表征。纳米材料的晶型、粒径、形貌等各种因素都会影响其生物效应。通过X射线衍射来确定ZrO₂的晶型,由于ZrO₂有三种不同的晶型,所以需要确定所选用的nano-ZrO₂是否是我们需要的晶型。此外,通过透射电子显微镜和扫描电子显微镜来了解纳米材料的粒径和均一情况。并且,还需要nano-ZrO₂的水合粒径情况,并分别设置不同的pH以模拟在胃液、体液和肠液中纳米材料的存在粒径以及一段时间的稳定情况。而纳米材料也会进入血液中,所以我们又需要加纳米材料在胎牛血清中的实验来进行探究。我们也有必要研究纳米材料在不同pH的电位情况,通过电位情况分析纳米材料在不同环境中的聚合情况。然而,考虑到普通小鼠体内是否有锆元素的分布,我们又对不同品系的小鼠器官和血清中锆元素的含量进行测定,通过以上部分的实验,为接下来开展的实验探究奠定了基础。第二部分,考虑到人体和啮齿动物的诸多相似性,我们以孕鼠为模型,分别在血脑屏障形成前、血脑屏障形成后以及围血脑屏障阶段对孕鼠暴露nano-ZrO:。首先以血脑屏障的发育完善时间即胚胎期的第15天为分界点,在血脑屏障形成前第12天和第13天以及血脑屏障形成后第16天和第17天后各暴露纳米材料连续两天,研究在血脑屏障形成前后纳米材料在子代脑组织中的积累情况。而又考虑到孕鼠暴露纳米材料后的恢复期问题,所以我们在研究血脑屏障形成前暴露纳米材料时又加了一组暴露完即胚胎期第14天马上检测,作为对照。另外两组即是同一时间即胚胎期第18天共同对孕鼠处理。研究表明,在血脑屏障形成前后不同的暴露时间内,纳米材料并没有进入子代的脑中。接下来我们又从胚胎植入期开始,对孕鼠连续暴露14天的纳米材料,研究在血脑屏障开始出现前后的整个过程中nano-ZrO₂的情况,发现纳米材料确实能够进入子代的脑组织中,但潜在的机理尚不明确。而暴露两天在子代脑中并未发现有纳米材料存在,一方面可能由于暴露的时间比较短;另一种可能是,纳米材料在小肠中的摄入比较低。本实验对处理后的水样所含nano-ZrO₂的安全性提供有力的实验数据。同时,也对nano-ZrO₂处理后的水样进行了评估,表明在我们的实验条件下处理后的水样比较安全。以上实验结果并为实际可暴露的纳米材料水样浓度做出了合理性预估。