حماية زيت الزيتون من المزورين
ومن شأن بضعة غرامات من مادة وضعت حديثا يكون كافيا لتسليط الضوء على إنتاج النفط بالكامل من إيطاليا. للاشتباه في التزوير الذي أضاف في الجسيمات المنشأ يمكن صيدها من جديد من النفط وتحليلها. لذلك هوية فريدة من المنتجين ستكون ممكنة. "إن أسلوب مشابه لتسمية أنه لا يمكن أن تحل محل"، ويوضح روبرت العشب، المحاضر في قسم الكيمياء وعلوم الحياة في ETH زيورخ.
إن الحاجة إلى ملصقات مقاومة للتزوير للأغذية كبيرة في جميع أنحاء العالم. في عملية مشتركة في 33 دولة في ديسمبر 2013 ويناير 2014 ، صادر الانتربول ويوروبول أكثر من 1200 طن من المواد الغذائية المزيفة أو دون المستوى القياسي وما يقرب من 430،000 لتر من المشروبات المزيفة. وكتبت السلطات أن التجارة غير المشروعة تقوم بها جماعات إجرامية منظمة حققت أرباحا بالملايين. كما تضمنت البضائع المضبوطة أكثر من 131 ألف لتر من الزيت والخل.
لا ينبغي أن تكون الملصق المضاد للتزوير غير مرئي فحسب ، بل يجب أن يكون أيضًا غير ضار ومقاوم ورخيص الثمن ويسهل اكتشافه. من أجل تلبية هذه المعايير ، استخدم باحثو ETH تقنية النانو ومستودع معلومات الطبيعة ، DNA. تشكل قطعة من مادة وراثية اصطناعية قلب الملصق المصغر. يوضح جراس: "باستخدام الحمض النووي ، هناك ملايين الاحتمالات التي يمكن استخدامها كرموز". بالإضافة إلى ذلك ، تحتوي هذه المادة على حد اكتشاف منخفض للغاية ، لذا فإن الكميات الصغيرة تكفي لوضع العلامات.
أحفورة اصطناعية
لكن الحمض النووي له أيضًا عيوب. إذا تم استخدام المادة كناقل للمعلومات خارج كائن حي ، فلا يمكن إصلاحها وتكون عرضة للضوء أو تقلبات درجات الحرارة أو المواد الكيميائية. لذلك قام الباحثون بتغطية الحمض النووي بطبقة سيليكون لحمايته ، مما خلق نوعًا من "الأحافير الاصطناعية". غلاف السيليكون عبارة عن حاجز مادي يحمي الحمض النووي من الهجمات الكيميائية ويعزله تمامًا عن البيئة الخارجية ، وهو وضع مشابه للحفريات الطبيعية ، كما كتب الباحثون في ورقتهم التي ظهرت في مجلة ACS Nano. من أجل إخراج الجزيئات من الزيت بأسرع ما يمكن وبسهولة ، يستخدم جراس وفريقه حيلة أخرى: إنهم يجذبون الملصق عن طريق إضافة جزيئات نانوية من أكسيد الحديد إليه.
أظهرت التجارب في المختبر أن الملصقات الصغيرة في الزيت تذوب جيدًا ولم تؤد إلى أي تغييرات بصرية. ظلت مستقرة حتى عند تسخينها وصمدت في اختبار الشيخوخة دون تلف. بفضل أكسيد الحديد المغناطيسي ، يمكن بسهولة إزالة الجزيئات من الزيت. تم استرداد الحمض النووي باستخدام محلول يحتوي على الفلورايد وتم تحليله باستخدام ما يُعرف باسم PCR ، وهي طريقة قياسية يمكن لأي مختبر طبي تنفيذها الآن بجهد ضئيل. وكتب الباحثون: "كانت الكميات الصغيرة بشكل لا يصدق من الجزيئات التي تصل إلى جزء من المليون من الجرام لكل لتر وحجم صغير من واحد على الألف من اللتر كافية لإجراء اختبارات صحة المنتجات النفطية". يمكن أيضًا إثبات البانشينج بهذه الطريقة: إذا كان تركيز الجسيمات النانوية لا يتوافق مع القيمة الأصلية ، فيجب إضافة زيت آخر أقل جودة. من المحتمل أن يكون سعر إنتاج هذا الملصق حوالي 0,02 سنت لكل لتر.
ملصقات للبنزين وزيت البرغموت
ليس فقط زيت الزيتون ، ولكن أيضًا البنزين يمكن تمييزه بهذه الطريقة. يمكن أيضًا استخدام التكنولوجيا في صناعة مستحضرات التجميل. في تجاربهم ، نجح الباحثون في تصنيف زيت البرغموت الغالي الثمن ، والذي يستخدم كمواد خام للعطور. ومع ذلك ، يرى Grass أكبر الفرص لاستخدام الملصقات غير المرئية في سوق المواد الغذائية. ولكن هل يشتري المستهلكون زيت زيتون "بكر ممتاز" باهظ الثمن إذا كان يحتوي على جزيئات نانوية اصطناعية من الحمض النووي؟ يقول جراس: "هذه أشياء نستهلكها بالفعل اليوم". توجد جزيئات السيليكون في الكاتشب وعصير البرتقال ، من بين أشياء أخرى. يُسمح أيضًا باستخدام أكسيد الحديد كمضافات غذائية E172.
للحصول على قبول أفضل ، يمكن استخدام المادة الوراثية الطبيعية بدلاً من الحمض النووي الاصطناعي ، على سبيل المثال من الطماطم الغريبة أو فاكهة الأناناس ، التي يوجد بها تنوع كبير ، ولكن أيضًا من كل فاكهة أو خضروات أخرى لدينا في القائمة.
يقول جراس ، بالطبع ، يجب أن توفر التكنولوجيا الجديدة ميزة تتجاوز بكثير أي مخاطر. باعتباري مخترع هذه الطريقة ، يعترف الباحث بأنه قد لا يكون محايدًا تمامًا: "لكنني بحاجة إلى معرفة مصدر الطعام ومدى نقيته". مع البضائع المغشوشة ، ليس لديك فكرة عما بداخلها. "أفضل معرفة الجسيمات التي أضيفت عن قصد".
قراءة مفيدة
ميكايلا بودو ، دانييلا باونسكو ، وينديلين جيه ستارك ، وروبرت إن غراس: مغلف بالحمض النووي / السيليكا قابل للاسترداد مغناطيسيًا وقابل للحرارة ومضاد للماء واستخدامهم كعلامات زيت غير مرئية. ACS نانو، 8 (3) ، 1677-1685. دوى: 10.1021 / nn4063853
المصدر: زيوريخ [ETH]
