来源：科学时报 中国科学院网站　 

　  6月18日，《青年参考》报道了这样一个事件：一个多月前，俄罗斯发生一起震惊全国的科学家“中毒死亡”案：俄罗斯科学院晶体学研究所副所长斯韦特兰娜·热卢杰娃收到一封内装“神秘”白色粉末的信，几天之后就因器官功能衰竭离奇死亡。寄信的新西伯利亚理论与应用力学研究所高级科研员、物理学数学科学博士谢尔盖·巴尔达哈诺夫，也因此成了杀人嫌疑犯。尽管随后官方公布的调查结果强调“白粉”与女科学家之死无关，但媒体却认为其中存在诸多疑点。

　  这包“白粉”是纳米二氧化硅粉末。而为了宣传自己的新技术发明，巴尔达哈诺夫这次已经寄出了几十封装有纳米粉末的说明信件。

　  赵宇亮 中科院“百人计划”入选者，国家杰出青年基金获得者，“973”项目首席科学家。中科院高能物理研究所—国家纳米科学中心“纳米生物效应与安全性联合实验室”主任，国家纳米科学中心“纳米生物与纳米医学”实验室负责人。

　  《科学透视》：据国内报道，俄罗斯有关方面的结论说：那包白色粉末对人体没有毒副作用。但粗略进行学术搜索，似乎二氧化硅纳米粉体还是有毒性报告。您所了解到的纳米二氧化硅粉末的毒性是怎样的？

　  赵宇亮：动物(小鼠或大鼠)实验结果表明，在高浓度下(如每立方米空气中的含量高于20毫克)长期吸入二氧化硅纳米粉体，会有一定的毒性反应。对老年鼠主要表现出呼吸系统毒性和一定的心血管系统毒性。

　  从现有的纳米毒理学知识分析，呼吸二氧化硅纳米颗粒对人体是否产生毒性，主要取决于以下因素：(1)空气中该颗粒的浓度(每立方米空气中二氧化硅的含量)；(2)呼吸该颗粒的时间；(3)该颗粒的粒径；(4)该颗粒表面是否包裹或吸附其他化学成分等。

　  在其他因素一定的情况下，吸入的剂量至关重要。吸入剂量等于“空气中二氧化硅的浓度”乘以“呼吸时间”。热卢杰娃收到内装二氧化硅纳米颗粒的信件，通常拆开信件只有很短时间，同时二氧化硅纳米颗粒一定有容器(如密封塑料袋)包装。所以，空气中二氧化硅的浓度很小，呼吸时间非常短。这样的条件下，引起如此剧烈的急性毒性(致死)的几率(可能性)很小。

　  在纳米物质生物效应研究中，人们发现纳米尺寸是一个很重要的因素。科学家们推测，大气颗粒物中小于100纳米的超细颗粒物具有特殊生物机制，起关键作用，比如它们在肺组织中的沉积效率比大颗粒物更高。这些细小颗粒物是否导致一些新的生物效应(包括疾病)，目前还不清楚。

　  其实，生活在北京的居民，人人都不知不觉吸入过不算少的二氧化硅纳米颗粒。沙尘暴中的主要成分就是二氧化硅颗粒，其中纳米尺寸的颗粒占相当比例。

　  相关新闻报道指出：沙尘暴天气下，医院的儿童病人和老年病人会突然增加。在沙尘暴天气，人们吸入的二氧化硅纳米颗粒的量应该远远大于热卢杰娃教授所吸入的二氧化硅纳米颗粒的量。

　  由此推断，把热卢杰娃教授的死亡与她收到了二氧化硅纳米颗粒粉末联系起来，从科学的角度看，是牵强的，很难理解。

　  《科学透视》：二氧化硅的纳米粉末不同的加工方法，是否会带来毒性的不同？

　  赵宇亮：同样的纳米材料，加工方法不同，可能带来毒性反应上的差异。这主要因为不同加工方法所生产的二氧化硅的纳米颗粒有许多不同：首先，即使纳米颗粒的平均粒径(尺寸)相近或一样，其纳米尺寸的分布也很难完全相同；其次，纳米表面会随加工方法的不同而改变；另外，杂质的含量也会不同等。这些因素都会影响纳米颗粒的生物毒性反应。

　  《科学透视》：以前有现实的人中毒的先例报道吗？

　  赵宇亮：矽肺就是一个例子。矽肺是二氧化硅粉尘(颗粒)引起的一种常见职业病。但是，矽肺一般是由于长期吸入大剂量游离二氧化硅粉尘引起肺部的结节性纤维化。严重的矽肺会影响人的肺功能，甚至丧失劳动能力。由于硅是地壳的主要成分，因此从事以下职业的人员，或多或少会长期接触二氧化硅粉尘：如采矿、采石、挖掘隧道、爆破作业、轧石，铸造业中的碾砂、拌砂、造型、砌炉、喷砂和清砂等。

　  《科学透视》：按照巴尔达哈诺夫的说法，同样的粉末他通过邮件寄送给了很多人。但是好像没看到别人出事的报道。那么，纳米毒性是否可能因人而异？

　  赵宇亮：无论是通常的材料或是纳米材料，其毒性反应都具有“因人而异”的特性。这是由于生物的“个体差异”所引起的。比如花粉症，易感人群每年都得病；非易感人群生活在同样的环境里，却不得花粉症。

　  《科学透视》：平常实验人员能直接接触纳米粉末吗？需要采取什么安全措施？

　  赵宇亮：通常，我们要求在密闭的条件下处理和操作单分散状态的纳米粉末，尽量避免让纳米粉体直接进入空气环境中。如果纳米颗粒存在于溶液或其他固体材料中，通常并不需要特殊的措施。

　  《科学透视》：如何判断死亡或者疾病是否由纳米颗粒引起？比如，尸体内的残留纳米物质有可能检测出来吗？

　  赵宇亮：判断一个人的死亡或者疾病的缘由，这是一个很复杂的问题。如果能发现每个指定的物质(包括纳米物质)产生某种生物效应的生物标志物，是最理想的。但是，这个问题更为复杂，不仅需要大量的研究和长期的知识积累，而且不确定性很大。

　  检测生物体系中的纳米颗粒，在方法学上，目前是一个世界性难题。这有很多原因：首先，在生物体内的某个器官或组织里的纳米颗粒的浓度很低；其次，进入生物体内以后，纳米颗粒通常会发生聚集，其结构和形态都会发生改变；再次，进入生物体内以后，纳米颗粒通常会与蛋白或生物分子发生作用，吸附或结合其他分子。

　  目前，尸体检查(病理解剖)可以发现各个器官的病理变化，但是，明确界定这些变化的直接起因却十分困难。使用电镜技术结合病理切片，可以直接观测存在于生物组织中的纳米颗粒。把生物器官组织进行硝化，然后利用各种元素分析方法进行元素测定，是我们目前使用的定量检测的方法之一。我们最近利用同步辐射X-射线荧光扫描技术，建立了生物器官组织中纳米颗粒的原位扫描技术，但这种方法目前只能半定量分析，而无法得到定量的结果。

　  《科学透视》：应该如何科学理性地看待纳米安全问题？

　  赵宇亮：科学预测、评估纳米材料和纳米技术对人体可能产生的影响，还需要更深入、更系统的长期研究工作。目前，无论国际或是国内，纳米材料以及纳米技术对人体健康和社会影响的研究都刚刚开始，实验数据有限。纳米生物(包括毒理)学效应研究，需要纳米科技、生物学、医学、毒理学、化学和物理等领域的研究手段和知识进行真正的学科交叉，任何一个单独的学科都难以胜任这项工作。

　  目前，针对不同纳米材料的生物安全性，我国是研究最多、发展最快的国家之一，在国际上影响也比较大。正如中科院常务副院长白春礼院士指出的那样：“对纳米技术安全性的研究，是科学家的社会责任。同时对这一领域的深入研究，会更有效地促进纳米科技的健康发展，为纳米技术产品的安全应用提供指导。在这个过程中发展起来的新技术，还会用于更有效的监测、分析，乃至减少在我们生活中业已存在的纳米、微米物质可能造成的污染，如空气污染或水污染的消除与防治，造福于人类。”