評估碳納米材料毒性的生物發光酶測試系統

   在俄羅斯科學基金會支持下，俄科院西伯利亞分院克拉斯諾亞爾斯克科學中心和西伯利亞聯邦大學的科學家組成的團隊開發出一種生物發光酶測試系統，用于評估碳納米材料的毒性。該系統具有簡單、快速、靈敏度高的特點，這項研究成果發表在《體外毒理學》（Toxicology in Vitro）雜志上。

　　 納米技術的發展使得納米材料被廣泛應用于各個領域。當前，人工制造的納米顆粒多以碳為基礎，主要用于藥品、化妝品和食品的工業生產，并且其應用范圍還在逐年拓寬。預計到2025年，全球碳納米管市場容量將達14.5萬噸，可實際應用于所有技術領域。

　　 新材料對于人和生物是否安全，總是會引起擔憂。目前先進的手段是使用各種生物試劑來判斷工業用新材料的潛在風險。納米材料的毒性作用可能與其對生物分子的影響有關。例如，通過與細胞組分結合，納米粒子可以抑制酶活性，甚至導致蛋白質分子完全失活。

　　 俄羅斯專家團隊提出使用生物發光試劑“Enzymolum”（發光酵素）來測試納米材料的毒性。Enzymolum是從海洋發光細菌中提取的獨特的多分子酶系統，其發光強度能隨各種添加劑的作用而變化。科學家對一些商用納米材料（如各種碳納米管和富勒烯）進行了測試，發現多壁納米管對試劑發光的抑制反應最為明顯。

　　 值得指出的是，只有在納米材料的含量超過其在環境中的正常含量時，試劑才會出現變化。然而，隨著納米材料應用的增多，其在自然環境中的含量也會增加。

　　 據介紹，該團隊致力于Enzymolum測試系統的研發已達十年之久，使之成為一種易于使用的技術。其試劑是附著酶的干燥試片，每個試片可用于執行一次測量。試劑可以長時間存儲不失效。化驗過程只需2-3分鐘，之后觀察樣品溶液是否會影響生物材料發光，便可分析確定其潛在毒性。Enzymolum系統已通過了在環境中快速檢測有毒物質如重金屬或農藥的能力測試，預計將在各領域得到更廣泛應用。