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欧盟纳米材料安全研究2015-2025路线图概述
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纳米科学技术,作为21世纪科学技术重要方向之一,将可能导致生产与生活方式的革命,已经成为当前各发达及发展中投入多、发展快的科学研究和技术开发领域之一。其中纳米颗粒的生产和使用将成为基于纳米技术工业的重要力量,世界各国纷纷实施优先发展纳米科技的战略。目前,纳米材料已渗透于涂料、染料、电子、医药、国防、服装、化妆品、日用品、生物医药、农业、航天航空等各行各业中,人们在工作和生活中接触到纳米材料的机会也越来越多。

    由于小尺寸效应、量子效应和巨大比表面积等特性,纳米材料具有特殊的物理化学性质,极易流失到环境中去却又很难回收,因此,其潜在的环境、健康和安全风险一直是人们关注的焦点。纳米材料在进入生命体后,它们与生命体相互作用所产生的化学特性和生物活性与化学成分相同的常规物质有很大不同,有可能给人类健康带来严重损害,并成为许多重大疾病的诱因。因此,纳米材料的安全成为各国和各地区所关注的热点问题。日前,欧盟发布了2015-2025纳米材料安全研究路线图——《欧盟纳米安全2015-2025:向安全和可持续的纳米材料和纳米技术创新迈进》,对未来一段时间内纳米安全研究的优先领域和发展路线图做了阐述。

    一、概述

    该报告指出,纳米技术是建设一个以精明(smart)、可持续和包容性增长为基础的创新欧盟的关键技术驱动之一,也是欧盟提出的关键使能技术之一。纳米技术快速地促进了新一代智能和创新产品与处理过程的发展,为众多工业部门创造了极大的增长潜能。保持这一增长势头非常重要,因为这样纳米工程材料的所有有用特性才可以在为数众多的纳米科技应用中得到全面的发挥。

    欧盟2015-2025纳米安全研究路线图旨在提供对该时间段内欧盟纳米安全研究的理解。该报告还甄别了该阶段研究应该取得的主要成就。之所以选取这一时间段,主要是依据欧盟“地平线2020”的创新和研究科技框架项目的时间而设定。该项目的批研究计划将于2015年启动,其研究成果执行的时间将会在2019-2020年间;一批项目征集将会在2020年关闭,项目结束时间为2025年左右,项目成果的实施将会在2025年后。

    二、路线图

    纳米安全路线图的阶段性目标以5年为一个区间,表明了在2015-2025年间不同阶段的预计成果。这些阶段性目标分为纳米材料的表征和分级、纳米材料的暴露和转移、纳米材料的危害、纳米材料的风险预测和管理工具等4个主题,每个主题分为多个领域,列出了优先权和相应的进度安排,详见表1。纳米材料的表征和分级领域的主要目标是了解纳米材料与生物的相互作用,获取关键数据,分析纳米材料的危害;纳米材料的暴露和转移领域的主要目标是了解纳米材料的释放并建立模型加以评估;纳米材料的危害领域的主要目标是了解纳米材料特性与危害之间的关系并加以评估;纳米材料的风险预测和管理工具领域的主要目标是强化风险评估和沟通,建立综合性的管理。

    1. 纳米材料表征和分级

    该部分主要包括材料分类、测量原理、生物和纳米相互作用、工程纳米材料、用于危害评估的工程纳米材料数据等领域。材料分类领域的主要目标是完成工程纳米材料的定义、构建本体1、确定表征和测试纳米材料的方法;测量方法领域的主要目标是建立多用途的测量方法等;生物和纳米相互作用的主要目标是了解纳米材料与生物的相互作用,建立相应的参考数据;工程纳米材料领域的主要目标是安全制造纳米材料等;用于危害评估的工程纳米材料数据的主要目标是获取相应的的危害数据等,具体路线图见表2。

2. 纳米材料的危害

    该部分主要包括生物动力学和转移、危害评估、危害受体的状况、工程纳米材料、以科学为基础的监管方法等领域,具体路线图见表3。生物动力学和转移领域的主要目标是了解纳米材料的生物动力学特征和转移的情况;危害评估的主要目标是确定评估的方法;危害受体状况的主要目标是确定易感人群;以科学为基础的监管方法领域的主要目标是确定纳米危害测试的模型。

    3. 纳米材料的暴露和转移

    该部分主要包括释放和暴露、处理非独立性的转移过程、暴露的场景假设等领域,具体路线图见表4。释放和暴露领域的主要目标是认知工程纳米材料暴露和释放的机理等;处理非独立性的转移过程领域的主要目标了解工程纳米材料的迁移行为等;暴露的场景假设领域的主要目标是研究劳动场所、消费者和环境暴露等。

    4. 风险预测和管理工具

    该部分主要包括风险评估、健康、建设数据库和风险管理等领域,具体路线图见表5。风险评估领域的主要目标是开展前瞻性的风险管理并开发相应的工具等;健康领域的主要目标是确定工程纳米材料的健康影响、开展注册登记等;建设数据库领域的主要目标是建立数据库基础设施和本体等;风险管理领域的主要目标是风险认知和指导、通过方法设计实现预防等。

 三、路线图的实施

    实现这一路线图所制定目标的步骤如下:

    ①首先需要理解纳米材料和细胞或组织相互作用的特性,推动纳米-生物相互作用研究;

    ②其次创造自觉性意识和工具发展“安全设计”的概念,将其应用到工业界和科学界都关注的新纳米材料和设备的制造中;

    ③发展技术,可以在真实的暴露条件下更精准地测度纳米粒子,并在现场诸如土壤、消费品和食品的媒介中进行测量;

    ④发展指南,指导如何判定一种纳米材料的危害,指南的方法应该便于仪器设备的操作并也有一致性的测量规章;

    ⑤发展设备将工程纳米材料从背景纳米材料中分离出来;研究剂量-响应关系,甄别出相应纳米材料安全性的描述符或参数;

    ⑥掌握第1次生成的材料的纳米安全问题;跟踪2次和3次生成纳米材料和含有纳米材料的复杂混合物的相关问题,了解其稳定和降解情况,建立相应的监测工具;

    ⑦发展工具对上述问题开展适当的风险评估,特别是生命周期分析。

 四、结语

    欧盟作为全球经济和科技发达的地区之一,一直都很重视纳米生物安全性问题,投入了大量的人力物力财力,开展了大量的工作,取得了一定的进展。欧盟纳米安全2025路线图清晰地阐述了其纳米安全领域的研究重点和阶段性目标。我国纳米技术和纳米材料也日益普及,因此有必要在借鉴欧盟、美国等发达和地区的经验的基础上,结合我国的具体情况建立我国的纳米生物安全研究路线图,促进纳米技术和纳米材料的健康发展。(编译/ 梁慧刚 中国科学院武汉文献情报中心)

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