http://www.physorg.com/news114348754.html
November 15, 2007
By Laura Mgrdichian
這是科學家第一次直接呈現出奈米碳管進入並在人體細胞內遷移的影像，依其劑量與暴露時間，決定奈米碳管是否會導致細胞死亡。這項研究發表在 10/28 線上版的 Nature Nanotechnology 上，能以較好的方式，決定奈米碳管對人類所產生的毒性。
這項研究首度決定性的證明，奈米碳管有能穿越細胞的細胞質與細胞核。
有許多研究已探索過奈米碳管的毒性，某些下結論說奈米管真的有毒，而某些則否。不過細胞攝入奈米碳管則從未直接被觀察過，讓我們不禁對這些研究的真實性投出疑問。
"單壁奈米碳管毒性效應的矛盾資料，突顯需要替代方式來研究它們在細胞中的攝取與細胞毒素效應，" 英國劍橋大學的領導科學家 Alexandra Porter 表示。"不過直接觀察細胞攝取單壁奈米碳管，會因要自富含碳的細胞結構中識別出基於碳之奈米管的困難度而受到阻礙。"
Porter 及其劍橋大學與 Daresbury 實驗室的同事，在單壁奈米管進入巨噬細胞（macrophages，屬於人類免疫系統的細胞）時，利用二種顯微鏡技術，替單壁奈米碳管拍攝影像。她們「觀察」奈米管進入細胞質，某些胞器以及細胞核。
該小組之所以選擇巨噬細胞，是因為它們是人體許多組織中對抗異物入侵的第一線防禦。被吸入的奈米粒子，例如粉末狀的奈米碳管，應當會被巨噬細胞所攝入，這或許能阻止奈米管更進入人體的系統中，例如血液與淋巴系統。
細胞均以著色、未著色分析，其結果與二種普通的存活力測驗（或檢驗(assays)）相較。這些檢驗利用不同的標記測量細胞的健康，因而可獲得不同的結果。另一方面，科學家用來決定細胞死亡的造影技術，讓清楚界定的結構性改變能被鑑定，也因此變成奈米碳管毒性檢驗中不可或缺的補充。
被分析的細胞都在濃度為每毫升中含有 0 與 10 微克奈米碳管的溶液中被處理 2 或 4 天。
影像揭露，即便是接觸高濃度奈米管的受測細胞，在 2 天後都能夠仍然相對健康。接觸過奈米碳管的細胞與未經處理過的對照組沒有顯著差異。不過在四天之後，即便是低濃度，都能使細胞的存活力顯著減少。
在二天後，奈米管進入細胞的溶體（lysosomes）、與細胞質當中的胞器，導致細胞內的新陳代謝物質與外來粒子崩潰。在四天後，奈米管融合（fused）在一起；某些進入細胞質並穿越進細胞核內。
"攝入到這些地點暗示著奈米管會與細胞內的蛋白質、胞器與 DNA 相互作用，有可能大幅增強其毒性的可能性，" Porter 說。
二種用來成像的技術分別是 TEM（穿透式電子顯微鏡）與共軛焦顯微鏡技術（confocal microscopy）。在 TEM 中，電子束會通過一片薄薄的樣本，在螢光幕、底片上形成影像或被攝影機偵測到。共軛焦顯微鏡涉及光線的使用，將所有不在影像焦點平面上的光線排除掉，增加對比以獲得一個更銳利的影像。
※ 相關報導：
＊ Direct imaging of single-walled carbon nanotubes in cells
http://www.nature.com/nnano/journal/v2/n11/abs/nnano.2007.347.html
Alexandra E. Porter, Mhairi Gass, Karin Muller,
Jeremy N. Skepper, Paul A. Midgley & Mark Welland
Nature Nanotechnology 2, 713 - 717 (2007)
Published online: 28 October 2007
doi:10.1038/nnano.2007.347
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