本研究选择单细胞真核生物四膜虫（Tetrahymena hermophila）作为受试生物，利用腐殖酸（HA）与牛血清白蛋白（BSA）分别模拟了天然水体的不同类型的有机质，研究了有机质与不同烷基链包覆的纳米银颗粒的相互作用机制，探讨了有机质的存在对三种不同烷基链包覆的纳米银生物摄入的影响机制。在此基础上利用不同类型的荧光分别标记了纳米颗粒和BSA，追踪了纳米颗粒在细胞内的转移情况，深入解析有机质对纳米颗粒生物效应的影响机制。

【结果一】

研究制备了六烷基、十二烷基以及十八烷基修饰的纳米银，采用荧光猝灭效应研究了BSA与纳米银的相互作用机制。利用猝灭方程拟合了六烷基、十二烷基纳米银的淬灭结果，发现三种纳米银与BSA分子的结合位点数相同，HA的加入显著降低了六烷基和十八烷基纳米银上和BSA的结合位点数量，而对十二烷基纳米银无影响。

▲ 纳米银与BSA相互作用以及HA对此的影响。A）Q（F0/F-1）随着纳米银浓度的变化。B）纳米银浓度与Q之间关系的数据拟合。C）HA对纳米银吸附BSA 的影响。（来源：RSC）

【结果二】

研究关注了腐殖酸和BSA两种有机质的存在对三种纳米银的摄入动力学的影响。结果表明，BSA的存在提高了六烷基纳米银的摄入速率，但是降低了十二烷基和十八烷基纳米银的摄入速率，而HA的影响并不显著。利用药理抑制剂研究了不同烷基链包覆的纳米颗粒的摄入路径，发现六烷基纳米银更多地从胞膜窖路径和网格蛋白路径摄入，而BSA也主要通过胞膜窖路径被细胞摄入。因此BSA引起六烷基纳米银生物摄入增大的原因可能是结合在纳米颗粒上的BSA诱导了细胞膜上特异性的受体-配体反应从而提高了颗粒积累量。

▲六烷基、十二烷基、十八烷基纳米银的摄入动力学以及有机质对此的影响。（来源：RSC）

▲ A）四膜虫摄入BSA量随着BSA浓度的变化。B）六烷基纳米银的摄入量随BSA浓度的变化。C）低温和药物抑制剂对三种纳米银生物摄入的影响。（来源：RSC）

【结果三】

利用pH响应型荧光探针研究了有机质的存在对三种纳米银的胞内转运影响。结果显示BSA包覆后六烷基和十二烷基纳米银都倾向于转移到更酸性的环境中。进一步研究了四膜虫体内BSA从纳米界面上脱附的时间动力学，发现六烷基和十二烷基纳米银上的蛋白更难于脱附，可能蛋白的包覆会诱导纳米颗粒转移到酸性环境进而消化分解，而蛋白与纳米颗粒的快速脱附会阻断该步骤。由此可见有机质的包覆不仅会影响纳米颗粒的生物摄入过程，甚至会影响颗粒在胞内的迁移转化，进一步揭示了有机质对纳米颗粒生物效应影响机制的复杂性。

▲通过给纳米颗粒标记pH响应型荧光探针研究纳米银在胞内的转移过程以及有机质对此的影响。（来源：RSC）

▲ 四膜虫体内包覆BSA从纳米界面上脱附的时间动力学。（来源：RSC）