《Nature Nanotech》: 碳纳米管可能致癌！

来源：高分子科学前沿

碳纳米管具有优异的力学、电学和化学性能，在科学研究和实际应用中都显示出了广阔的前景。然而，碳纳米管的使用对人体存在健康隐患，2014年世界卫生组织国际癌症研究机构将碳纳米管、多壁MWCNT-7列在2B类致癌物清单中（2B类致癌物概念：对人类致癌性证据有限，对实验动物致癌性证据并不充分；或对人类致癌性证据不足，对实验动物致癌性证据充分）。近日，丹麦技术大学Steffen Foss Hansen等人在Nature Nanotechnology上发文指出碳纳米管具有致癌性和生殖毒性，被列入SIN清单。

SIN清单（Substitute It Now!）是瑞典非盈利组织ChemSec公布的应替换的化学品清单，该清单由ChemSec联合国际知名科学家共同筛选，列出对人体具有潜在危害的化合物，旨在避免这些化合物的使用。主要关注三类物质：一为可导致癌症、DNA变异或损害生殖系统的物质；二为不易降解并在食物链中累积的有害物质；三为潜在健康和环境损害的物质。

碳纳米管的致癌性

2014年，国际癌症研究机构（IARC）将称为MWCNT-7的多壁碳纳米管（MWCNTs）归入“可能对人类致癌”（2B组）的物质。根据啮齿动物实验，MWCNT-7的引入会引起腹膜间皮瘤，将CNTs注入雌性大鼠腹膜和阴囊内，会促进支气管肺泡腺瘤和癌的形成。根据IARC的研究，体内和体外的遗传毒性对碳纳米管均呈阳性；同样将碳纳米管引入到大鼠和小鼠中，都观察到了肺炎的症状，多篇研究报道也已进一步证实CNTs的致癌性。

碳纳米管的生殖毒性

在碳纳米管生殖毒性的多项研究中，应用设计、碳纳米管表征程度以及动物数量、性别等多个方面的影响均存在差异。此外，报道称给药途径对生殖毒性也有不同影响。口服MWCNTs后，未观察到对大鼠胎儿发育或小鼠雌性繁殖及后代生长的不利影响；在交配前的雌性小鼠气管内滴注MWNCT后，可以观察到第一胎的延迟出生；而采用静脉注射时，可以发现原始的和功能化碳纳米管均在小鼠中具有胚胎致死性和致畸性。

碳纳米管的持久性

碳纳米管除了具有致癌性和生殖毒性外，还被认为是已知最强的物质。在极端的环境测试条件下，如存在过氧化物酶和39°C混合细菌的情况下，可以观察到碳纳米管的降解。然而碳纳米管具有抗生物降解性，在水中其半衰期超过60天，在沉积物和土壤中的半衰期为180天，属于非常持久性物质。

总结与展望

总的来看，碳纳米管有着诱导持久性肺炎的能力，也会引起生殖和发育毒理学效应，同时在环境中难以降解，符合上述ChemSec所关注物质的特点，被列入SIN清单。因此，尽管碳纳米管独特的结构和优异的性能在电子、传感器、聚合物复合材料等诸多领域都有着广泛的应用，但是SIN清单的引入表明应避免碳纳米管的使用，并探索使用其它危害较小的材料来替代碳纳米管，实现其功能。

相关链接：

https://www.nature.com/articles/s41565-019-0613-9