Små magnetiske DNA-partikler beskytter olivenolie mod falskmøntnere

Hvem garanterer, at dyr olivenolie ikke er forfalsket eller forfalsket? En usynlig etiket, udviklet af ETH Zürich forskere, kunne udføre denne opgave. Mærket består af bittesmå magnetiske DNA-partikler indkapslet i et silica-hylster og blandet med olien.

Blot et par gram af det nye stof er nok til at mærke hele Italiens olivenolieproduktion. Hvis der var mistanke om forfalskning, partiklerne tilsat på oprindelsesstedet kunne udvindes fra olien og analyseres, muliggør en endelig identifikation af producenten. "Metoden svarer til en etiket, der ikke kan fjernes, " siger Robert Grass, underviser i Institut for Kemi og Anvendt Biovidenskab ved ETH Zürich.

Det verdensomspændende behov for etiketter til bekæmpelse af forfalskning af fødevarer er stort. I en fælles operation i december 2013 og januar 2014, Interpol og Europol konfiskerede mere end 1, 200 tons forfalskede eller substandard fødevarer og næsten 430, 000 liter forfalskede drikkevarer. Den illegale handel drives af organiserede kriminelle grupper, der genererer millioner i profit, siger myndighederne. De konfiskerede varer omfattede også mere end 131, 000 liter olie og eddike.

En forfalskningssikker etiket skal ikke kun være usynlig, men også sikker, robust, billig og nem at opdage. For at opfylde disse kriterier brugte ETH-forskere nanoteknologi og naturens informationslagerhus, DNA. Et stykke kunstigt genetisk materiale er hjertet i minimærket. "Med DNA, der er millioner af muligheder, der kan bruges som koder, " siger Grass. Desuden, materialet har en ekstrem lav detektionsgrænse, så små mængder er tilstrækkelige til mærkningsformål.

Syntetisk fossil

Imidlertid, DNA har også nogle ulemper. Hvis materialet anvendes som informationsbærer uden for en levende organisme, den kan ikke reparere sig selv og er modtagelig for lys, temperaturudsving og kemikalier. Dermed, forskerne brugte en silicabelægning til at beskytte DNA'et, skabe en slags syntetisk fossil. Kabinettet repræsenterer en fysisk barriere, der beskytter DNA'et mod kemiske angreb og fuldstændigt isolerer det fra det ydre miljø - en situation, der efterligner naturlige fossiler, skriver forskerne i deres papir, som er publiceret i tidsskriftet ACS Nano . For at sikre, at partiklerne kan fiskes ud af olien så hurtigt og enkelt som muligt, Grass og hans team brugte et andet trick:de magnetiserede mærket ved at fastgøre jernoxidnanopartikler.

Eksperimenter i laboratoriet viste, at de bittesmå tags spredte sig godt i olien og ikke resulterede i nogen visuelle ændringer. De forblev også stabile, når de blev opvarmet og klarede en ældningsprøve uskadt. Det magnetiske jernoxid, i mellemtiden, gjort det nemt at udvinde partiklerne fra olien. DNA'et blev udvundet ved hjælp af en fluoridbaseret opløsning og analyseret ved PCR, en standardmetode, der i dag kan udføres af ethvert medicinsk laboratorium med minimale omkostninger. "Utroligt små mængder af partikler ned til en milliontedel gram per liter og et lille volumen på en tusindedel liter var nok til at udføre ægthedstestene for olieprodukterne, " skriver forskerne. Metoden gjorde det også muligt at opdage forfalskning:hvis koncentrationen af ​​nanopartikler ikke matcher den oprindelige værdi, anden olie – formentlig understandard – skal være tilsat. Omkostningerne ved etiketfremstilling bør være cirka 0,02 cents pr. liter.

Etiketter til benzin og Bergamot æterisk olie

Benzin kunne også mærkes ved hjælp af denne metode, og teknologien kunne også bruges i kosmetikindustrien. I forsøg har forskerne også med succes tagget dyre Bergamot æterisk olie, som bruges som råvare i parfume. Alligevel, Grass ser det største potentiale for brugen af ​​usynlige etiketter i fødevareindustrien. Men vil forbrugerne købe dyr 'ekstra jomfru' olivenolie, når syntetiske DNA-nanopartikler flyder rundt i den? "Det er ting, vi allerede indtager i dag, " siger Grass. Silica partikler er til stede i ketchup og appelsinjuice, blandt andre produkter, og jernoxid er tilladt som fødevaretilsætning E172.

For at fremme accept, naturligt genetisk materiale kunne bruges i stedet for syntetisk DNA; for eksempel, fra eksotiske tomater eller ananas, som der er et stort udvalg af – men også fra enhver anden frugt eller grøntsag, der er en del af vores kost. Selvfølgelig, den nye teknologi skal give fordele, der langt opvejer enhver risiko, siger Grass. Han indrømmer, at som opfinderen af ​​metoden, han er måske ikke helt upartisk. "Men jeg har brug for at vide, hvor maden kommer fra, og hvor ren den er." I tilfælde af forfalskede varer, der er ingen måde at vide, hvad der er indeni. "Så jeg foretrækker at vide, hvilke partikler der er blevet tilføjet med vilje."