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汽车尾气中的碳纳米管或成人体肺部的隐形杀手
发布:kittyll   时间:2015/11/3 9:48:16   阅读:2454 
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在巴黎城市内汽车排气管排出的废气中检测到碳纳米管(图中长棒状)及碳纳米颗粒(黑团状)存在。图片为美国莱斯大学及巴黎萨克雷大学联合开展的哮喘患者肺内部的碳污染问题研究所发现的结果
图片来源:巴黎萨克雷大学Fathi Moussa教授
 
现在看来,汽车似乎都能够排放出碳纳米管了,研究人员已经成功从人体肺细胞中找到了证实这一点的依据。美国莱斯大学的科学家与法国同行合作,利用哮喘病的常规治疗方法从一位来自法国巴黎的孩子的呼吸道中提取出相应细胞,并在该细胞中检测到了人工合成碳纳米管。进一步的研究发现,类似的碳纳米管材料还存于在巴黎城市内的汽车排气管中,除此之外,在该城市许多灰尘聚集的地方也同样能检测到碳纳米管。
 
该研究小组已于近期将其研究成果以论文的形式发表在《EBioMedicine》杂志上,该论文宣称,除了上面提及的城市巴黎,在其他一些地方同样能够检测到碳纳米管的痕迹,这其中就包括美国莱斯大学所在的城市休斯顿市,此外还有印度等国家。
 
“该研究并不是要把孩子们患病的原因归咎于碳纳米管”,来自莱斯大学的化学家同时也是本论文的通讯作者之一的Lon Wilson说道:“但是碳纳米管现在几乎无处不在的现象理所应当成为进一步调查研究的重点内容”。Wilson进一步补充道:“我们都知道在自然界中存在着碳纳米颗粒,例如莱斯大学研究的圆形富勒烯分子在自然界中就能够通过火山爆发、森林大火或者碳材料的其它燃烧形式而产生。而要产生出碳纳米管,仅仅只需要多一点点的催化作用就够了”。汽车内的催化转化器能够将有毒的一氧化碳气体转化为安全气体进行排放,这和莱斯大学研发的利用高压一氧化碳(HiPco) 制备碳纳米管的方法有不少相似之处。“因此,当你根据这个而联想到汽车可能会排放出碳纳米管时,也就不觉得奇怪了”。Wilson说道。
 
该研究小组的主要成员包括来自美国莱斯大学的Wilson教授、巴黎萨克雷大学的 Fathi Moussa教授,以及本论文的第一作者,同样来自巴黎萨克雷大学的研究生Jelena Kolosnjaj-Tabi等,他们对在肺巨噬细胞(又称尘细胞,这是一种能够阻止外来物质,如颗粒物和细菌等进入人体肺部的细胞)中发现的悬浮颗粒物进行了分析研究。他们这样描述其研究结果:“研究表明人类是经常接触碳纳米管的”。他们还认为,鉴于最新的研究发现,之前将气道巨噬细胞内碳含量与肺功能衰竭联系在一起的研究应当重新审议。Moussa教授也宣称他的实验室将会进一步研究人造碳纳米管对人体健康的影响。
 
 
本研究中用到的细胞都是从69名患有哮喘疾病的患者身上随机取得,患者年龄区间为2-17岁,且都采取了光导纤维支气管镜检查技术进行部分治疗。出于伦理方面的考虑,本项目研究人员并没有分析来自健康人的细胞,但是基于碳纳米管现在几乎无处不在这一事实,该研究也让人们相信:在每个人身上都可能会发现碳纳米管的存在。此外,研究人员还对“碳纳米管纤维可能会和石棉一样具有致癌作用”这一争议命题进行了解释,但并未给出一个明确的结论。虽然如此,论文作者还是提醒人们:“较长的碳纳米管及短碳纳米管的大型聚集作用都会诱发肉芽肿(炎症)反应”。 在本研究中,研究者们还解释了肺巨噬细胞内部黑色物质是由什么组成的,而这也是最初研究的焦点问题。研究人员在这些细胞中,还有从巴黎汽车上的排气管内擦拭下来的样品中,以及在城市内不同建筑里采集来的灰尘中都发现了单壁碳纳米管、多壁碳纳米管以及无定形碳的存在。
 
“在这些样品中检测出的碳纳米管的含量非常低,以至于很难相信它们会引起哮喘疾病”Wilson说道:“但令我们惊讶的是碳纳米管是引起上述样品中碳污染的主要成分”。
 
碳纳米管在细胞中通常会发生聚集作用,这些纳米管直径一般在10-60nm,长度为几十到几百纳米,小到利用光学显微镜都无法在样品中检测出来。在本项研究中,研究者们采用了更加复杂精细的仪器,包括高分辨率的透射电子显微镜、X射线光谱仪、拉曼光谱及近红外荧光显微镜对样品中的碳纳米管进行检测分析。
 
“在法国巴黎,我们从汽车排气管中收集分析样品,分别包括在拥挤及畅通的街道上行驶的车辆。我们研究发现这些样品与人体细胞样品都含有具有同样结构的碳纳米管。”Wilson说道:“非常讽刺的是,我们在实验室内研究这些样品的时候都会带着面具或者口罩以保护自己,但是那些在街头四处走动的人们不会这样来保护自己,他们的肺里很可能都已经含有一定浓度的碳纳米管了”。
 
研究人员还表示,具有大比表面积的碳纳米管通常具有较好的粘附性,因此很容易在表面携带其他的污染物。
 
该项研究是紧随之前一个由莱斯大学和贝勒医学院合作开展的分析在一位死于肺气肿的吸烟患者肺部内发现黑色物质的研究项目,研究人员发现碳黑纳米颗粒是由于有机物质的不完全燃烧产生的,例如烟草等。
 
译自:cemag
来源:材料与测试
译者:vince

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