评估发光钙基微纳米材料的生物相容性及毒理学特性

《Chemical Research in Toxicology》：Evaluating the Biocompatibility and Toxicological Profile of Luminescent Calcium-Based Micro- and Nanomaterials

　　

摘要

本文报道了经Er(III)、Yb(III)和Eu(III)分别活化的钙基材料（CBMs），如焦磷酸钙和羟基磷灰石的合成与特性研究，旨在证明这些材料可作为剂量测定和生物成像的标记物。在980纳米和246纳米激发条件下，这些荧光体通过Er(III)的²H_11/2至⁴I_15/2能级跃迁以及Eu(III)的⁵D₀至⁷F₄能级跃迁，产生不同的发光信号。尽管这些材料具有优异的光学性能，但目前关于以Er(III)、Yb(III)和Eu(III)为掺杂剂的镧系元素的毒理学数据却十分匮乏。为填补这一知识空白，本研究采用大型水蚤作为模型，在浓度为300毫克/升的条件下进行了慢性毒性试验。实验结果表明，虽然钙基材料不会导致明显的死亡现象，但它们仍会引发显著的生理变化——在掺有Eu(III)的材料中，动物的性成熟时间从9.6天延长至13天，且每只雌性的后代数量减少了约50%（这是情况最严重的群体）。掺杂羟基磷灰石材料的存活率也从95%下降到接近70%。这些发现表明，由于在这些浓度下钙基材料不会产生高度毒性或致命效应，因此适合用于生物医学领域。不过，在实际应用时仍需严格控制其浓度，以确保不会对生物体造成伤害。本研究对这些掺杂剂的环境影响进行了评估，为将来将其合理应用于各类设备开发及生物成像诊断技术提供了依据。

? 2026 美国化学学会