中国科学院大学 中国科学院大学新闻网

本报讯 英国科学家的一项最新研究，首次对碳纳米管进入人类细胞全过程进行了直接观测。研究人员发现，碳纳米管是否会造成细胞死亡取决于剂量和接触时间。这一成果为最终确定碳纳米管的毒性开辟了道路。相关论文发表于11月的《自然—纳米技术》上。

    自从纳米技术兴起后，关于纳米材料毒性的争论就从未停止过。一些研究发现，纳米管有剧毒，而另一些研究则并未得到明显的结论。由于科学家从未直接观测过碳纳米管进入细胞(很大的原因是碳纳米管在碳含量丰富的细胞中不易识别)，因此一直没有确凿的结论。

    领导最新研究的是英国剑桥大学的Alexandra Porter，他和英国Daresbury实验室同事进行的研究确切地证明，碳纳米管能够进入细胞质、特定的细胞器和细胞核。在研究中，Porter等人利用两种类型的显微设备——透射电子显微镜(TEM)和共聚焦显微镜，对单壁碳纳米管入侵人类巨噬细胞的过程进行了直接成像观测。

    之所以选择巨噬细胞(一种人体免疫细胞)，是由于它们是人体许多组织(尤其是肺部)抵御外来物质入侵的第一道防线。人们吸入的纳米颗粒会被巨噬细胞截留下来，防止对血液和淋巴等身体系统的进一步入侵。

    研究人员将巨噬细胞浸入不同浓度的碳纳米管溶液中，从零到每毫升10微克。结果发现，两天后，单壁碳纳米管进入了细胞的溶酶体，4天后，碳纳米管会熔合到一起，其中一些进入了细胞质甚至细胞核。

    除直接观测外，通过图像反映的细胞结构改变以及额外的化学实验，研究人员还检测了巨噬细胞在有碳纳米管条件下的生存活力，并与正常细胞进行了对比。结果表明，即使是浸入最高碳纳米管浓度溶液中的巨噬细胞，在两天后依然比较健康，与未处理的正常巨噬细胞相差无几。不过在4天后，研究人员发现，即使是浸入浓度较低溶液中的巨噬细胞，生存能力和活性也会显著降低。