日前，英國(guó)《自然—納米技術(shù)》雜志發(fā)表的一份報(bào)告稱，科學(xué)家們雖然認(rèn)同納米研究將給醫(yī)學(xué)、環(huán)保等領(lǐng)域帶來(lái)突破，但卻對(duì)納米技術(shù)可能給環(huán)境和人類健康帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)表示擔(dān)憂。我國(guó)從事納米研究的科學(xué)家們是如何看待納米安全性問(wèn)題的呢？為此，《科學(xué)時(shí)報(bào)》記者走訪了國(guó)家納米科學(xué)中心的有關(guān)專家。
納米技術(shù)具有兩面性
有關(guān)納米技術(shù)安全性擔(dān)憂的根源，恰恰就是賦予它無(wú)窮潛力的尺寸。一納米僅為十億分之一米，常規(guī)物質(zhì)一旦小到這個(gè)尺寸就會(huì)變得異?；钴S。
“人們之所以對(duì)納米技術(shù)感興趣，是因?yàn)榧{米顆粒、納米結(jié)構(gòu)具有新的功能，而新的功能來(lái)源于新的物理、化學(xué)、生物學(xué)性質(zhì)。于是，科學(xué)家們開(kāi)始考慮納米顆粒進(jìn)入生物體后是否有新的反應(yīng)，是否產(chǎn)生新的效應(yīng)，即納米安全性研究。”*納米安全性實(shí)驗(yàn)室主任、國(guó)家納米科學(xué)中心主任助理、高能物理研究所研究員趙宇亮在接受采訪時(shí)說(shuō)：“我們從2001年底開(kāi)始建設(shè)實(shí)驗(yàn)室，上從2004年開(kāi)始廣泛關(guān)注納米材料可能產(chǎn)生的毒副作用，并不斷有各種研究報(bào)告問(wèn)世。到目前為止，生活中還沒(méi)有納米材料所產(chǎn)生的不安全的個(gè)例。納米安全性是前瞻性的研究，吸取人類科學(xué)技術(shù)發(fā)展*的諸多教訓(xùn)，旨在盡量減少發(fā)展前沿科技的代價(jià)，使新興科學(xué)技術(shù)為人類帶來(lái)更大益處。”
科學(xué)家們對(duì)納米安全性的擔(dān)憂并非沒(méi)有道理。在人類歷*有過(guò)很多這樣的例子，例如塑料和塑料薄膜曾經(jīng)被認(rèn)為是能夠改善人類生活的新材料，塑料制品對(duì)于環(huán)境的影響則是在大規(guī)模生產(chǎn)并普及應(yīng)用多年后才被充分認(rèn)識(shí)的，而現(xiàn)在已經(jīng)很難評(píng)估治理白色污染所需付出的代價(jià)了。
趙宇亮指出，當(dāng)前對(duì)納米技術(shù)的認(rèn)知必須有一個(gè)轉(zhuǎn)變，納米技術(shù)的正面效應(yīng)和負(fù)面效應(yīng)是相互依賴、相互制約的兩個(gè)方面，在研究中處于同等重要的地位，納米安全性研究是納米科學(xué)內(nèi)涵*的重要方面。
國(guó)家納米科學(xué)中心從事納米醫(yī)藥研究的梁興杰研究員也有著相同的觀點(diǎn)：“納米技術(shù)具有兩面性，關(guān)鍵看你怎么開(kāi)發(fā)和利用。”梁興杰解釋說(shuō)，環(huán)境中存在大量天然的和工業(yè)生產(chǎn)所帶來(lái)的納米顆粒，如柴油車尾氣、工廠煙囪排出的廢氣、沙塵暴等。一方面，納米顆?？赡鼙瘸Ｒ?guī)顆粒存在時(shí)間更長(zhǎng)，清除更困難；但另一方面，可以利用納米技術(shù)治理環(huán)境污染，比如采用某些納米材料制造*的過(guò)濾器用以治理水污染。
“如何在利用納米技術(shù)的同時(shí)，避免其不利因素是關(guān)鍵。”梁興杰認(rèn)為：“經(jīng)過(guò)特殊設(shè)計(jì)的納米材料，比如具有生物兼容性的或生物可降解的材料，應(yīng)該可以避免對(duì)人體的危害，如多糖就可以被人體吸收。”
需要更多的數(shù)據(jù)積累
科學(xué)界內(nèi)部已有很多關(guān)于納米安全性的討論。趙宇亮領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)通過(guò)3個(gè)層次的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，即分子水平、體外細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)、體內(nèi)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)來(lái)研究納米顆粒穿越生物屏障（如皮膚屏障、腦屏障、呼吸屏障），到達(dá)體內(nèi)各個(gè)器官及其產(chǎn)生的影響的研究。
趙宇亮首先介紹，到目前為止，活體實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)一些納米顆粒小于10納米的時(shí)候，就容易穿越表皮到達(dá)。如*顆粒大于50納米，就不容易進(jìn)入皮膚，而且對(duì)皮膚蛋白的影響也較小。通過(guò)短期實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，納米顆粒進(jìn)入皮膚的能力有限。另有研究發(fā)現(xiàn)，加入*作為抗氧化劑，可以大大降低*納米顆粒對(duì)皮膚的損害。但趙宇亮同時(shí)指出，長(zhǎng)期使用的情況還不能下定論，不能確定是否會(huì)有累積效應(yīng)，畢竟做實(shí)驗(yàn)的時(shí)間還比較短。
趙宇亮還介紹說(shuō)，他們研究過(guò)的納米顆粒，如納米碳管、*、氧化鋅等，穿越血腦屏障進(jìn)入大腦的幾率很小。以前有人認(rèn)為，納米顆?？梢灾苯哟┻^(guò)人體的保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)入人體，現(xiàn)在看來(lái)并非*如此。
關(guān)于細(xì)胞膜屏障。趙宇亮說(shuō)，他們研究了納米顆粒穿越細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞的能力，發(fā)現(xiàn)一些納米顆粒比較容易進(jìn)入細(xì)胞，如富勒烯衍生物納米顆粒、部分金屬氧化物納米顆粒，基本上還是通過(guò)已知的途徑，如通過(guò)細(xì)胞內(nèi)吞作用以及蛋白介導(dǎo)過(guò)程等進(jìn)入細(xì)胞。至于納米顆粒是否可以直接穿越細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞的可能性尚無(wú)定論，還在進(jìn)一步研究中。納米顆粒進(jìn)入細(xì)胞后，會(huì)發(fā)生很多復(fù)雜的反應(yīng)，但到底產(chǎn)生什么影響也還不是很清楚。
另?yè)?jù)趙宇亮介紹，他們還花了很大精力研究消除納米顆粒負(fù)面效應(yīng)的方法。目前發(fā)現(xiàn)兩種有效的方法：一是納米顆粒表面化學(xué)修飾，即在納米顆粒的表面連接一些分子，讓納米顆粒與生物體有更好的相溶性；二是改變尺寸，在盡量保持納米顆粒功能性質(zhì)的同時(shí)，消除其生物毒性。
納米安全性領(lǐng)域已經(jīng)有了初步的知識(shí)積累，由趙宇亮主編、撰寫(xiě)的納米安全性領(lǐng)域的世界*本英文專著Nanotoxicology于2007年5月在美國(guó)出版，發(fā)行。趙宇亮說(shuō)：“這還很初步，要明確理解和預(yù)測(cè)納米安全性，還需要更多更系統(tǒng)的知識(shí)積累，需要長(zhǎng)期持續(xù)地與納米科學(xué)技術(shù)發(fā)展同步的科學(xué)研究。當(dāng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)積累到一定的量就會(huì)慢慢發(fā)現(xiàn)規(guī)律，發(fā)現(xiàn)了規(guī)律就可以進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)。”
就納米醫(yī)藥，梁興杰告訴記者：“目前更多的是研制新型的納米藥物，但真正意義上的納米藥物還很少，離臨床和實(shí)際應(yīng)用還很遠(yuǎn)。安全性大部分都是細(xì)胞實(shí)驗(yàn)和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，臨床和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)有較大的區(qū)別，如計(jì)量的累積、時(shí)間的累積效應(yīng)、遺傳的風(fēng)險(xiǎn)等不是短時(shí)間可以得出結(jié)果的。納米藥物的安全性尚未搞清楚，還有很長(zhǎng)的路要走。”
制定標(biāo)準(zhǔn)，保護(hù)國(guó)家利益
統(tǒng)計(jì)顯示，美國(guó)市場(chǎng)上銷售的成品中明確標(biāo)明應(yīng)用納米技術(shù)的已超過(guò)700種。據(jù)估計(jì)，到2014年，納米產(chǎn)品市場(chǎng)規(guī)模將增至2.6萬(wàn)億美元。與此同時(shí)，快速發(fā)展的納米產(chǎn)品市場(chǎng)急需納米標(biāo)準(zhǔn)來(lái)規(guī)范。
“納米安全性研究，除了闡明新的基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題以外，從國(guó)家需求來(lái)說(shuō)，zui終目的是建立納米安全評(píng)估體系、規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。”趙宇亮說(shuō)：“我國(guó)對(duì)這方面相當(dāng)重視，在競(jìng)爭(zhēng)中，中國(guó)在標(biāo)準(zhǔn)方面吃的虧太大了。標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)門(mén)檻，別人給你設(shè)，或是你給別人設(shè)，掌握這個(gè)主導(dǎo)權(quán)直接關(guān)系巨大的國(guó)家利益。”
目前和納米技術(shù)及產(chǎn)業(yè)有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)還處于起始階段，世界各國(guó)都在抓緊部署納米技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化工作。
據(jù)梁興杰介紹，美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院（NIH）組建了一個(gè)由8個(gè)納米醫(yī)學(xué)發(fā)展中心構(gòu)成的、跨學(xué)科的*研究網(wǎng)絡(luò)，旨在發(fā)展納米技術(shù)，以用于疾病預(yù)防、診斷檢測(cè)和治療等。隸屬NIH的美國(guó)國(guó)家腫瘤研究所有一個(gè)納米技術(shù)計(jì)劃，在進(jìn)行基礎(chǔ)研究的同時(shí)，還負(fù)責(zé)納米產(chǎn)品的物理性質(zhì)監(jiān)測(cè)、生物活性測(cè)定（如免疫、血液、代謝）等多項(xiàng)工作。在美國(guó)有固定的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，所有生產(chǎn)納米產(chǎn)品的公司在申報(bào)之前都要經(jīng)過(guò)尺寸、穩(wěn)定性、pH值、表面修飾、形貌等特征的檢測(cè)以及動(dòng)物、細(xì)胞水平的毒性檢測(cè)。
我國(guó)*和*于2001年啟動(dòng)了納米材料標(biāo)準(zhǔn)的研究工作專項(xiàng)，現(xiàn)已發(fā)布7項(xiàng)納米材料方面的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，是世界上以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)形式頒布的納米材料標(biāo)準(zhǔn)。趙宇亮說(shuō)：“如果我國(guó)能抓住機(jī)會(huì)，將在納米技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化工作方面保持與同步的水平。一旦落后于歐美國(guó)家，就可能導(dǎo)致我國(guó)生產(chǎn)的很多納米產(chǎn)品因不符合‘標(biāo)準(zhǔn)’而遭遇出口壁壘。”
趙宇亮指出，安全標(biāo)準(zhǔn)的制定相對(duì)比較復(fù)雜，因?yàn)樾枰J(rèn)可一個(gè)安全評(píng)估流程，流程中的每一步都需要設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)，這是一個(gè)很大的工程，需要國(guó)家多個(gè)部門(mén)的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，需要很多數(shù)據(jù)才能明確限定。但趙宇亮強(qiáng)調(diào)說(shuō)：“如果等到納米安全性都搞清楚后再發(fā)展納米技術(shù)，那就為時(shí)已晚。納米技術(shù)和納米安全性研究必須同步，科學(xué)家的責(zé)任在于弄清事實(shí)真相，而非因噎廢食，以保障納米技術(shù)造福人類。”
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