近年来，纳米技术得到了飞速发展。根据全球行业分析公司最近的一份报告，到2024年，全球纳米技术市场预计将达到1257亿美元。显然，各国都在致力于发展纳米技术，这有助于改善甚至彻底改变许多科学和工业部门，如环境科学、信息技术、电子、能源和医药等。尽管纳米技术带来了诸多好处，但无所不在的纳米材料在生物和生态方面的安全问题也引起了人们的广泛关注。在2006年，赵宇亮院士领衔11个国家的科学家编著了纳米毒理学领域的世界第一本教科书《Nanotoxicology》。纳米材料的特性使其极易与人类接触，然而，到目前为止，人们对纳米材料的毒性效应还没有完全了解。我们必须确保广泛使用的纳米材料不会对人类健康和环境造成不良影响。因此，纳米安全研究成为纳米科学研究的热点之一。鉴于此，中国科学院国家纳米科学中心赵宇亮院士、陈春英研究员、谷战军研究员等人借助文献计量分析了15年来发表在Small杂志上关于纳米安全领域的相关论文，并为未来的研究的方向提供指引！
到2020年1月10日为止，这15年来，Small期刊在纳米安全领域共发表了675篇论文，占所有出版期刊论文（8107篇）的1/12。由Small发文量的图可以看出，2013年达到了一个小高潮，这主要是由于2013年Small的一个特刊：纳米毒性学 的发布。除此之外，总体而言，多年来发表的论文数量呈增长趋势，这表明纳米安全性正受到学术研究人员的越来越多的关注。特别是在最近的两年中，出版物的数量突然增加，几乎占总数的1/4。
图|从2005年到2019年，每年关于“纳米安全”出版论文数量自Small创立以来，来自世界各地的许多大学或机构都为该期刊做出了贡献，包括与纳米安全相关的研究领域。在此，作者根据总发表量、引用量（总引用量）和h指数，列出纳米安全领域最具生产力和影响力的十大国家和机构。如表1所示，中国以309篇和13 456次引用文献居于榜首。紧随其后的是美国，发表了209篇。
表1. 2005年至2019年间论文数量和影响力前十的国家在机构方面，中国科学院是“纳米安全”领域中最多产的机构，贡献了83篇论文和5130篇总引文。南洋理工大学和新加坡国立大学的出版数量分别排名第二和第三。除了总出版物数量外，此处还显示了代表出版物的生产率和引文影响的h指数。
在Small过去15年中，科学研究人员最关注的“纳米安全”论文方面，表3列出了被引用最多的40篇论文。其中32篇是研究文章，其中8篇是综述。特别是，引用最多的论文（被引用次数为1818）是Drezek及其同事于2008年发表的综述（Cytotoxicity of Nanoparticles）。该综述总结了基于碳、金属和半导体的纳米材料的细胞毒性数据。下一篇被高度引用的论文是研究金纳米颗粒毒性的研究论文，有1635次引用。
表3. 2005年至2019年之间40篇被引用最多的论文
从这个结果中，可以看到，对于纳米颗粒的生物安全性研究，金纳米颗粒特别受关注，多达10篇高被引用的论文与金纳米粒子毒性相关。除了金纳米颗粒之外，银纳米颗粒，二氧化硅纳米颗粒，氧化铁纳米颗粒，碳纳米颗粒和量子点也引起了相当大的关注。除了选择纳米材料类型之外，纳米尺寸是研究影响纳米颗粒毒性的一般因素种最广泛的一种。几乎所有的纳米安全性研究都会强调尺寸对纳米颗粒毒性分布的影响。除了大小以外，其他因素（例如化学组成，形状，表面化学和功能化，表面电荷，剂量/浓度以及蛋白质电晕的形成）也被视为影响纳米颗粒毒理学的因素。还有，纳米颗粒暴露引发的机制包括内吞作用、细胞膜渗漏、氧化应激的产生、线粒体功能受损、凋亡/自噬、DNA损伤、坏死、生物降解产物、免疫反应（如细胞因子释放）等，也是纳米安全研究的热点。研究纳米颗粒的细胞内效应有助于我们更好地设计安全的纳米材料。然而，尽管体外研究的重要性，它不能复制体内系统的复杂性。因此，研究纳米颗粒在体内的分布具有重要意义，它可以为纳米颗粒毒理学提供更全面的信息。纳米颗粒的命运，如在体内的生物分布、代谢或排泄，也在一些文章中涉及。此外，从表3中可以获得的另一个有用信息是用于纳米颗粒毒性检测的生物模型。细胞系（如人内皮细胞或真皮成纤维细胞）、全动物（如大鼠）、微生物（如细菌）、水生生物（如胚胎斑马鱼）和植物（如水稻植物）用于揭示纳米材料的生物和环境危害。不同的科学模型用于解释或预测真实物体/系统中纳米颗粒的行为。通过使用各种模型可以帮助我们更好地理解纳米颗粒在生物和生态系统中的行为。还值得一提的是，总引文量通常随着时间累积。作者通过年度平均因此次数进行排名发现，Drezek及其同事被引用最多的论文仍然排名第一，但是近年来的一些论文也出现在了前面，这表明其他科学家近年来也在关注这方面的研究。此外，作者还利用Citespace软件识别了从前100篇被引用最多的与纳米安全性相关的论文得出的主要术语，如图所示，正如所指出的，这些研究中最重要的术语是“纳米颗粒”和“细胞毒性”。诸如金纳米颗粒，银纳米颗粒，碳纳米管，中孔材料，石墨烯/氧化石墨烯和氧化铁纳米颗粒的纳米颗粒类型是公认的。此外，纳米毒性影响因素（例如尺寸）和机理（例如氧化应激）也被认为是热门话题。该结果部分代表了前100名最受欢迎的论文的研究趋势。
图|在Small中有关“纳米安全性”研究的前100篇高被引论文中认可的主要术语。尽管在纳米安全性研究中已经取得了成就，但在这一领域的一些新方面也应予以重视。例如，多年来，出版论文集中于尺寸、形状或表面化学对纳米毒性的影响。这就需要回答一个问题：我们是否真的需要这么多其他研究来一次又一次地证明纳米粒子可能引发例如与大小或与氧化应激有关的毒性？纳米毒性/安全性研究应强调哪些关键因素？早在2013年，研究人员就已经指出，纳米颗粒（低于100 nm的颗粒）的测定仍基于常规的颗粒毒理学数据，尚未发现新的“纳米特异性危害”。使用常规粒子的可用危害数据而不强调“纳米特异性效应”，会使有限的资源集中于彻底了解纳米颗粒的毒性。6年后，尽管进行了广泛的研究，我们仍然徘徊在自己的禁区。另外，对纳米粒子对生物或生态系统的长期和长期安全性研究仍然很少。纳米粒子在工作场所或一般环境中的暴露通常持续数年。几周的安全研究肯定还远远不够。最后一点就是，与纳米安全有关的出版论文正在增加，而对纳米安全研究的类型充其量是零散的。例如，当涉及纳米材料的尺寸依赖性毒性评估时，应测试哪些尺寸以及多少尺寸？采用什么样的生物学模型？我们是否应该同时测量靶向纳米颗粒的器官和蓄积器官的细胞内/遗传毒性？如果没有具体的系统来说明这些风险，很难定义纳米材料的安全使用。尽管如此，经济合作与发展组织先前还是提出了一种纳米材料测试指南：《人造纳米材料测试指南》，但没有像预期的那样广泛使用。因此，为更好地了解纳米颗粒安全性，目前迫切需要基于广泛接受的指南系统地测量纳米颗粒毒性。Zhu,S., et al., 15 Years of Small: Research Trends in Nanosafety. Small 2020, 16,2000980.https://doi.org/10.1002/smll.202000980
