中国富勒烯技术遥遥领先

2023-11-28 16:11

中国正在完成从中国制造向中国创造的历史性转变。单就日化领域，就已经有玻尿酸、胶原两种化妆品原料的应用达到世界领先地位，现在的富勒烯化妆品原料，我国也正呈引领态势。

1985年英美两国天文学家和化学家合作，在研究宇宙星云的组成时发现了富勒烯，并以《C₆₀：巴克明斯特富勒烯》为题发表于《自然》杂志上^[1]，随后在1996年这三位富勒烯发现者获得诺贝尔化学奖。近年来，科学家们探索了富勒烯在生物医药^[2]、能源^[3-4]、润滑剂^[5]，以及化妆品^[6-7]等领域的广泛应用，掀起了一波又一波的研究热潮，富勒烯已经逐步从化学和材料领域的明星分子，逐步为大众广为接受。

近年来中国，日本，法国，美国，瑞士，俄罗斯和乌克兰等国家都有大量科学家团队研究富勒烯，而我国更是富勒烯材料研究、生产和应用开发的大国。由中国科学院化学所、国家纳米科学中心、厦门大学、中国科技大学、北京大学等机构的研究者们组成了中国富勒烯研究的核心梯队，不但包括多位中国科学院院士，以及十几位国家级科研人才，而且吸引了数以千计的年轻科技人才投入到富勒烯这一欣欣向荣的领域。目前我国在富勒烯应用于大健康领域和能源等领域的研究和产业化稳居国际首位，每年发表的学术论文和授权专利的数量位居世界第一。

任何一项技术和材料的基础研究非常关键，这是科技和社会进步的基础，是企业进行转化的基础。但是，对一项技术和材料的终极判定，必须是以产业化规范和市场导向为准则。最具有代表性的就是判定一个材料的安全性，必须是以材料的纯度和杂质控制为前提的；没有纯度和杂质研究基础，就去研究材料的安全性和功效性，是完全不可取的，也不符合规范的。中国的富勒烯技术之所以突飞猛进，并在世界范围已经是领先地位，源于中国市场富勒烯的产业化过程中产学研用始终相互协作，科研院所和企业紧密合作，真正从产业应用角度出发，从为社会和消费者服务的角度出发，以严格的产业规范推进富勒烯产业化。

中科院化学所王春儒研究员于2006年在国内开始推进富勒烯产业化，始终以材料应用和产业规范为准则，研发了四代富勒烯制备技术和工业化纯化技术，并牵头制定了多项富勒烯检测国家标准（《[60]和[70]富勒烯的纯度测定高效液相色谱法》 GB/T 44241-2022；《[60]和[70]富勒烯中残留溶剂测定气相色谱法》 T/CSTM 00195-2021；《[60]和[70]富勒烯制品的含量测定高效液相色谱法》 T/CSTM 00194-2021），实现了高纯度富勒烯的高产能；目前新技术年产高纯度富勒烯纯品可达到吨级。该团队不仅发展了国际领先的富勒烯的生产制造工艺，而且验证了高纯度的富勒烯是安全的，没有遗传和基因毒性，没有致癌性。

在研究的过程中该团队发现，很多关于富勒烯毒理研究的文章中，并没有将富勒烯的纯度、杂质、溶剂残留等问题进行分析，这些研究人员忽略了最重要的问题：离开原料纯度谈毒性不但不合理，而且会得出错误结论，会对后来研究人员、协会团体及消费者产生错误引导。由福纳康公司独立自主研发的第四代富勒烯生产设备，克服了富勒烯产业化应用瓶颈同时，所生产的富勒烯纯度能够达到99.9%以上。

在2021年北京福纳康生物技术有限公司对高纯度富勒烯的遗传毒性进行测试，通过中国仓鼠卵巢细胞体外染色体畸变试验以及大鼠微核试验和细菌回复突变试验验证了福纳康的高纯度富勒烯没有基因毒性、无遗传毒性、无致癌性。测试依据（CFDA：Technical guidelines for drug genotoxicity studies；ICH：Guidance on genotoxicity testing and data interpretation for pharmaceuticals intended for human use，S2（R1）；OECD：OECD Guideline for the Testing of Chemicals (473): In Vitro Mammalian Chromosomal Aberration Test）。

事实上，此前国际上也有许多有关富勒烯安全性的报道。例如，Takagi et al等[8]在P53基因杂合敲除小鼠的腹腔注射单剂量富勒烯、石棉和碳纳米管；25周后进行检验，发现在暴露于石棉或碳纳米管的小鼠中发现间皮瘤，然而在暴露于富勒烯的小鼠没有出现腹膜粘连或肿瘤，说明富勒烯无致癌性。近期中国学者王春儒研究员团队报道了口服富勒烯阻止上皮细胞中癌基因P53的突变并降低NF-kB炎症途径的激活；这进一步显著减少了促炎M1巨噬细胞和中性粒细胞在结直肠肿瘤处的募集，进而恢复结直肠区域的免疫稳态，最终抑制了肿瘤发生[9]。Tsutsumi et al等[10]在孕鼠静脉注射不同类型的纳米材料后发现，用氧化钛或氧化硅处理后观察到幼鼠出现生长和发育缺陷，注射了富勒烯的孕鼠未观察到生长和发育缺陷，说明富勒烯无生殖毒性。Shinohara et al等人[11]研究大鼠通过吸入途径暴露于富勒烯中(通过气管内给药作为吸入暴露途径给药4周)。在暴露后，在一些鼠的肺中只观察到轻微的暂时性炎症，但未观察到持续的炎症；没有迁移到肝脏或大脑，也没有对其他器官有任何影响，说明富勒烯无吸入毒性。

人体是由细胞构成的，在生命活动中持续产生的自由基不断地损伤细胞，而细胞又具有一定的自我修复能力，达成微妙的平衡。但长久看来自由基的破坏作用总会占上风，最终造成部分细胞的衰弱和死亡，人体也因此逐渐衰老。因此，在我们生命过程中如何对抗过剩的自由基是是保持身体健康的关键。

富勒烯具有极强的淬灭自由基能力，其抗氧化能力是VC的1000倍以上，因此被誉为“自由基海绵”。实验发现，通过高效地淬灭自由基，富勒烯具有非常好的保护和修复受损伤细胞的作用，而且能够持久发挥作用[12]。将其应用于护肤领域，富勒烯可强力抵抗紫外线和双氧水氧化损伤[13-14]；抑制炎症因子抑制脂质过氧化[15-16]；促进毛囊角质细胞增殖等[17]，并促进微循环。将其应用于重大疾病治疗方面，富勒烯通过强力修复受损伤细胞活力，同样表现出显著的治疗效果。例如能有效抑制全身炎症级联，延缓高饱和脂肪(HFD)引发的动脉粥样硬化[18]；能够重塑肠道免疫，增强全身抗肿瘤免疫力[19]；能够调节肠道微生物群的多样性、增加短链脂肪酸（SCFAs）含量和恢复肠道屏障的完整性来减轻神经炎症，减少神经炎症可防止多巴胺能神经元退化，从而缓解帕金森症等[20]。

近日欧盟SCCS就富勒醇/水合富勒烯、富勒烯的安全性发布了意见；意见表示富勒醇/水合富勒烯存在安全隐患，但并没有认定富勒烯存在风险。而且就欧盟采用的富勒醇/水合富勒烯文献来看，相关文献资料并没有研究其纯度就做了毒理研究，严重缺乏严谨性。不对材料的纯度和潜在杂质做出系统性研究，就去判定其安全性，是极其不严谨的行为，也为欧盟的判定起到了一些不够严谨的引导。

在这里要科普一下富勒烯、富勒醇/水合富勒烯，它们是不同的物质；富勒烯是纯碳材料；富勒醇是通过化学反应在富勒烯碳笼外接入大量羟基集团，是一种新分子。关于如何鉴别这两种分子，也很简单，富勒烯有紫外吸收，富勒醇已经没有对应的紫外吸收。

教你一招识别“富勒烯”与“富勒醇”

首先，高纯度的富勒烯是没有毒性的，这一点中科院化学所王春儒研究员团队、福纳康公司、仁生泽发公司已经做了系统性的验证。

其次，欧盟消费者安全科学委员会（SCCS）在参考数据时，一直根据2011 年版的欧盟纳米材料定义(EU recommended Definition of ananomaterial - 2011/696/EU)，将富勒烯视为纳米材料，认为应按照上述指南来进行安全性评估。仅采纳指南(SCCS/1611/19)指定方法进行测试得出的结论，因此会出现数据不足无法评估的情况。实际上2022年欧盟修改了对纳米材料的定义(Guidance on the implementation of the Commission Recommendation 2022/C 229/OI on the definition of nanomaterial),删除了富勒烯应被视为纳米材料的表述，并明确表示富勒烯（C60，C70）应被视为分子，SCCS的最终意见存在明显的滞后性。

最后，富勒烯的应用有水溶、油溶、粉末三种形式。油溶富勒烯是分子态，非纳米材料；水溶富勒烯其尺寸大于100纳米，也非纳米材料；富勒烯粉体是微米级，更加不是纳米材料。在中国化妆品市场流通较多的是福纳康（现仁生泽发）出品的含富勒烯原料，是经过权威验证的安全无毒的，效果经过临床验证的。

经过中国科学家团队和企业的长期坚持以及在技术上的投入，在富勒烯研究方面中国已经遥遥领先，不但在制备和纯化技术方面取得突破，并建立了相关国家标准，而且在生物安全性研究和评价方面也进行了大量严谨而翔实的实验，证实了高纯度富勒烯无遗传毒性；无致癌性；无生殖毒性。仁生泽发关于富勒烯安全性的郑重声明

近日某媒体标题党，为了博眼球增加文章阅读量，针对SCCS模棱两可的针对水合富勒烯安全性评估意见，通过断章取义，用东拼西凑的语言发表文章，严重扭曲了事实，违背科学专业。

富勒烯产业发展至今已有30余年，这种材料由于其独特的结构和性质，已被广泛应用于众多重要领域。无论是在能源、大健康还是在材料科学，富勒烯都展现出了巨大的潜力。这让我们深刻认识到科学的力量，也让我们更加坚信，只有严谨的科学态度和研究方法，才能推动科技的进步，让科技真正为人类服务。

然而，科学的进步并不仅仅是科学家的事情，更需要社会的关注和支持。希望更多的机构能够关注富勒烯等前沿科技的研究，推动相关研究成果的科普和应用，让更多的人了解和认识这些科技的重要性。这样，科学才能真正造福人类，帮助更多有需要的人。

【参考文献】

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3.Self-Doped and Crown-Ether Functionalized Fullerene as Cathode Buffer Layer for Highly-Efficient Inverted Polymer Solar Cells.

4.Combining Energy Transfer and Optimized Morphology for Highly Efficient Ternary Polymer Solar Cells.Adv. Energy Mater.2017,7,13.

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11.Shinohara, N. (ed) Risk Assessment of Manufactured Nanomaterials: Fullerene (C60) NEDO project (P06041) (2011)

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19.Cao, Xinran et al. “Oral Immunotherapy Reshapes Intestinal Immunosuppression via Metabolic Reprogramming to Enhance Systemic Anti-Tumor Immunity.” Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany), e2302910. 26 Oct. 2023.

20.Li, Xue et al. “Oral [60]fullerene reduces neuroinflammation to alleviate Parkinson's disease via regulating gut microbiome.” Theranostics vol. 13,14 4936-4951. 4 Sep. 2023.

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来源: qq

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