壳聚糖对碳纳米材料的清除作用
摘要：本文就壳聚糖对碳纳米材料的清除作用以及减轻碳纳米材料对生物体的毒性效应作一综述。
关键词：壳聚糖；纳米材料； 清除作用；毒性效应
引言
纳米颗粒材料又称为超微颗粒材料，由纳米粒子(nano particle)组成。纳米粒子也叫超微颗粒，一般是指尺寸在1~100nm间的粒子，是处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域，从通常的关于微观和宏观的观点看，这样的系统既非典型的微观系统亦非典型的宏观系统，是一种典型的介观系统，它具有表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应。当人们将宏观物体细分成超微颗粒(纳米级)后，它将显示出许多奇异的特性，即它的光学、热学、电学、磁学、力学以及化学方面的性质和大块固体时相比将会有显著的不同。
纳米作为一种新型的材料，在近些年，随着其快速的发展已成为世界科学发展的三大支柱之一，目前不仅仅在环境、制造业和生物医学领域已经有了大量的基础研究成果，而且还具有广泛的应用前景。纳米材科的发明及使用在全世界范围内的影响是非常大的，且引起了生产领域的重大变革。碳纳米材科作为纳米材料的一种, 由于其独特的物理特性和化学特性，在生物学领域的应用研究非常的广泛，同时，碳纳米材科的使用有效的促进了生物学领域的发展，为人类的生产生活带来了重大的变革。
并且在过去的十年中，纳米技术和纳米材料的发展几乎在人类生活的每一个领域都带来了大量的科学优势，因为他们与普通材料相比较具有优越的性能。但是，纳米材料作为一种人类后天发明的高新技术，随着纳米技术的迅猛发展和纳米材料的广泛应用，越来越多的人开始关注并研究纳米材料的环境安全性，特别是生物毒性。一方面粒径小的纳米粒子因为流动性好可以被生物体的皮肤吸入、摄入或吸收，由体液携带，他们可以很容易到达活细胞，穿过细胞膜，诱导细胞损伤。另一方面粒径大的纳米粒子进入并沉积到微生物细胞内产生癌变或者致畸，具备基因毒性影响微生物细胞的繁殖，影响细胞内的蛋白质的正常表达；通过切割破坏微生物细胞膜结构或通过氧化应激破坏了生物膜结构，产生细胞损伤，导致死亡。 在分子水平上，光激活的纳米材料可能会对DNA和蛋白质等重要生物分子造成重大损害。因此，某些类型的纳米材料可能代表着未来将面临的环境和健康风险。迄今为止，已经对一些重要类别的纳米材料进行了毒性评估；然而，了解纳米材料在体液中的损害和传递以及建立纳米材料潜在的损害去除方法还有待进一步的探索。重要的是，直到现在除了一些特例之外，对纳米材料的清除的解决方法还没有得到发展，所以如何消除生物体内的纳米粒子，减轻纳米粒子在生物体内的生物毒性具有重大意义。壳聚糖近来被发现是一种很好的纳米材料清除剂，本文通过归纳总结壳聚糖对纳米材料的清除作用以及减轻纳米材料对生物体的毒副作用作一综述。
碳纳米材料的生物毒性
大量的研究表明，碳纳米颗粒能穿过细胞壁和细胞膜，通过被动扩散或内吞作用，进入生命体的任何部位，能引发细胞炎症、破坏细胞器或细胞结构从而诱导细胞死亡和生物肺部肿瘤等，因此很可能对人体、植物、动物和其他种类的生物体产生生物毒性效应。此外，碳纳米材料溶解度低、脂肪性强，是目前发现的最难以生物降解的人工合成材料之一，所以它们很可能沿着食物链传递并积累，最终还是加成在人类身上。
碳纳米材料的毒性效应的机制
碳纳米材料产生生物毒性效应的原因可能有以下3种：
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