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致癌性常见物质的风险得到重新归类
瑞士联邦材料科学与技术实验室(Empa)的X射线专家“解码”柴油机碳烟
自从2012年6月以来，以下内容已成为正式官方内容了：世界卫生组织(WHO)把柴油机碳烟归类为肺致癌物。瑞士联邦材料科学与技术实验室(Empa)的物理学家、X射线光谱学专家Artur Braun已经对分析碳烟颗粒的结构和组成做出了关键的贡献。
碳烟颗粒是危险的――这个知识并不新鲜。但是究竟是什么让精细颗粒变得危险?只是来自于汽车发动机的柴油机碳烟才危险吗?这种危险是否也来自度假木屋的烧木头的炉灶?或者甚至来自街角餐馆的充满动物油脂的油烟?长久以来，这些都是科学很难破解的问题。事实上，精细的碳烟颗粒是用过滤器收集的而且它们的化学成分得到了分析。然而一个问题仍然存在：这种危险的根源究竟是什么?是这些碳烟颗粒本身让人们生病吗?或者是由于这些碳烟携带的有毒化学物质――就像一个湿海绵的作用那样?
并非所有的烟都生来平等
挪威公共卫生研究所希望调查这种物质并要求瑞士联邦材料科学与技术实验室(Empa)的科学家Artur Braun提供支持。在加入到瑞士联邦材料科学和技术研究所(Empa)之前， Braun曾经在美国肯塔基大学工作。在那里，在2002年，他在一个同步加速器上使用软X光首次分析了 碳烟颗粒。结果：在发动机的高压和高热下“燃烧”的柴油机碳烟颗粒具有一种石墨的结构――这在X光下明显可见。对于来自在温和的大气环境下产生的木柴火焰的碳烟颗粒，这种石墨结构就不存在。功能基团也不同：柴油机碳烟被发现含有诸如在甲酸和乙酸分子中的羧基基团;Braun在木柴烟中发现了诸如在乙醇和甲醇中的羟基基团。因此烟与烟之间有着精细的差异。
分别分析，联合作战
这些挪威毒理学家然后进一步请Braun在美国北达科他大学的同事使用溶剂把这种碳烟颗粒和粘附的有毒化学物质分离开来。Braun然后使用X光分别分析了这些成分：首先是“裸”碳烟颗粒，然后是此前与这些碳烟结合的，被怀疑有致癌性的化学物质的溶液。Braun又一次在这种碳结构上发现了各种功能基团，而且能够把它们与他之前的研究发现进行比较。
与此同时，这些毒理学家测试了这两种碳烟片段对培养的人类肺细胞的作用。首次分别进行了研究从而确定碳烟中什么东西如此危险。该研究近来发表在了《毒理学快报》(Toxicology Letters)杂志上，在Braun看来，这是首次把X射线吸收光谱学(NEXAFS)与毒理学方法结合了起来。
世界卫生组织的响应
该研究的结果非常明确：“裸”碳烟颗粒引发了这些培养细胞的一种遗传解毒机制。因此这些细胞曾经一直面临着“毒物攻击”。然而，洗出的此前粘附在这些碳烟上的物质也表现出了一种效应：它们导致了这些细胞的炎症反应而且还起了细胞毒素的作用。世界卫生组织立刻做出了回应。一些新研究――包括Braun 和他在挪威和美国的同事进行的那些研究――已经表明碳烟的致癌效应而且足以解释它背后的机制。
如今不能再像1988年以来那样，说这是一个可能的癌症风险(“可能对人类有致癌作用”)。在2012年6月12日之后进行了重新分类。柴油机碳烟如今“根据充足的证据”而被认为是肺癌的一种致因;此外，柴油机碳烟也有增加膀胱癌风险的确定的可能性。
瑞士联邦材料科学与技术实验室(Empa)进行的X射线研究――在加州大学伯克利分校和斯坦福大学进行测量
物理学家Artur Braun――在健康研究领域完成他的“辅助”工作之后――正在重新恢复他在瑞士联邦材料科学与技术实验室(Empa)高性能陶瓷实验室中的研究组负责人职责，在该职位上，他还继续在美国和欧洲研究同步加速器。他定期在加州伯克利的先进光源(ALS)辐射源以及斯坦福同步加速辐射实验室(SSRL)进行测量工作。对于瑞士联邦材料科学与技术实验室(Empa)，这位专家使用同步加速辐射方法进行关于储能装置和转换装置的材料研究。
目前还有另一篇关于来自木柴燃烧的精细颗粒的论文正在准备中，Braun对这篇论文也有关键贡献。这些学科之间的合作不会止步于此。Braun说：“同步加速方法用于分析细胞和病原物质之间的生物相互作用的医学科学潜力仍然远远没有穷尽”。
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