纳米材料生物效应及其毒理学研究进展.pdf

中国科学 B 辑 化学 2005, 35 (1): 1~10 1 　 　 * 纳米材料生物效应及其毒理学研究进展 汪 冰 丰伟悦 ** 赵宇亮 ** 邢更妹 柴之芳 (中国科学院高能物理研究所纳米材料生物效应实验室 , 北京 100049) 王海芳 (北京大学化学与分子工程学院化学生物学系 , 北京 100871) 贾 光 (北京大学公共卫生学院 , 北京 100083) 摘要 纳米科学与信息科学和生命科学并列 , 已经成为 21 世纪的三大支柱科学领域 . 由于纳 米材料独特的物理化学性质 , 纳米尺度及纳米结构的材料乃至器件 , 已逐渐走出实验室 , 进入人 们的生活 . 这些具有独特物理化学性质的纳米材料 , 对人体健康以及环境将带来的潜在影响 , 目 前已经引起科学界 , 乃至政府部门的广泛关注 . 文中分析综述了几种纳米材料 (纳米 TiO 2、单壁碳 纳米管、多壁碳纳米管及超细铁粉 ) 目前已取得的部分生物效应及毒理学的研究结果 , 包括纳米材 料在生物体内的分布、作用的靶器官、纳米材料引起的细胞毒性、细胞凋亡等 . 文中还评价了纳 米颗粒的生物毒性 . 纳米颗粒的尺寸越小 , 显示出生物毒性的倾向越大 ; 尽管碳纳米管是由石墨 层卷成的圆筒 , 但是根据石墨的安全剂量来外推碳纳米管的安全剂量是不可行的 , 碳纳米管的生 物毒性远大于石墨粉 ; 表观分子量高达 60 万的水溶性纳米碳管 , 在小鼠体内却显示出小分子的 生理行为 ; 一种正在研究的磁性纳米颗粒在动物体内显示出迅速团聚、堵塞血管等现象 . 纳米材 料在生物体内呈现出的这些生理现象 , 仅利用现有的知识尚无法解释 . 最后还介绍了纳米物质生 物效应 (包括毒理学 , 安全性 )研究的部分实验方法 ; 展望了该新领域今后的发展方向和亟待研究 的重要问题 . 2004-08-13 收稿 , 2004-12-16 收修改稿 * 国家自然科学基金重大项目 (批准号 : 、科技部 973 预研项目 (2001CCA03800) 、中国科学院知