新研究:人體含有酵素 可分解有毒奈米碳管

美國匹茲堡大學一跨國研究團隊發現,人類含有一種酵素,可分解奈米碳管的結構,並可以修補人體暴露於這種微小分子導致的健康損害。
美國匹茲堡大學的Dr. Valerian Kagan ;圖片來源:U. Pitt)
美國匹茲堡大學的Dr. Valerian Kagan ;圖片來源:U. Pitt)
奈米碳管是以碳原子組成的管狀晶體,管壁就是一個原子厚。而奈米碳管比頭髮細 100,000 倍,但比鋼還要堅固。
奈米碳管可以用來強化塑膠、陶瓷、水泥,同時也是電和熱的良導體,還可作為靈敏的化學感應器。
但是奈米碳管表面的上千個原子,會和人體進行目前未知的反應,研究發現,老鼠在奈米碳管吸入實驗中,感染了嚴重的肺炎和肺纖維化併發症。
匹茲堡研究團隊在自然奈米科技期刊(Nature Nanotechnology)的研究發表指出,他們的發現像開了一扇門,使奈米碳管可以用來作為安全的藥物輸送工具,並且還可發展出對人體自然的療法,幫助在環境或工作場合因奈米碳管而健康受損的人。
科學家發現,人體酵素 myeloperoxidase (hMPO) 生化分解後的奈米碳管,不會引發原本奈米碳管會造成的肺炎。
他們還發現,含有 myeloperoxidase (hMPO)的白血球,原本目的是殺死入侵的微生物,但可以被導向只攻擊奈米碳管。
「從hMPO生化分解奈米碳管的現象,可以說明自然的免疫反應中也包含分解外來物。」研究主持人匹茲堡大學公共衛生學院環安系副系主任卡根(Valerian Kagan)教授說:「下一步就是要發展出誘發此免疫反應的方法,並且在活體中複製相同的反應。」
科學家最近將研究重心放在human MPO的作用,因為hMPO作用時釋放的強酸和氧化劑,成份類似可分解奈米碳管的化學物質。
他們先在hMPO和過氧化氫的溶劑裡培養短的單壁奈米碳管,24小時後,大部分的奈米碳管結構都被完全破壞。
如果在溶劑裡加入氯化鈉,即食鹽,奈米碳管甚至會分解的更快。
接著在確認hMPO可以有效分解奈米碳管後,科學家捕捉白血球去接觸hMPO,藉此激發白血球攻擊奈米碳管。
他們將一種叫做 immunoglobulin G (IgG)的抗體植入奈米碳管裡,使奈米碳管成為白血球的特殊標的。
12小時後,含有IgG的奈米碳管100%被分解,而沒有IgG的奈米碳管只有30%被分解。
接下來他們實驗發現,肺組織若接觸已被分解的奈米碳管,7天後和健康的肺組織相比較,依然沒有太大差別,但如果肺組織接觸沒有被分解的奈米碳管,則會有嚴重的發炎現象。

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