碳納米管改性及其在食品檢測中的應用評價

□ 趙華鋒 青島市華測檢測技術有限公司

隨著科學技術對碳納米管研究的深入進行，碳納米管技術越來越成熟。但仍然存在著一些細小的問題，通過對碳納米管的改性可有效地優(yōu)化這方面的性能。隨著人們生活水平的不斷提升，人們對于食品安全的重視程度也與日俱增，改性碳納米管可以有效地完成這一工作[1]。

1 碳納米管改性的常用方法

現(xiàn)價段的碳納米管結構相對穩(wěn)定，且展開表面積巨大，具有很強的吸附能力。但是由于碳納米管的表面可以十分輕易地進行處理，已獲得更大的吸附能力。所以對碳納米管進行不同的處理，可以使碳納米管獲得不同的性能從而承擔不同的工作。對碳納米管進行改性處理主要有物理改性與化學改性兩種方法[2]。

1.1 物理改性

物理改性又被稱為非共價改性，主要的方法為在保證碳納米管結構與性質(zhì)不被破壞的前提之下有效地提升碳納米管與其他物質(zhì)之間的相容性質(zhì)。所使用的方法最主要是在碳納米管的表面加入含有大量的活性陰離子、活性陽離子與非離子的活性劑是碳納米管可以與其他物質(zhì)相容。

1.2 化學改性

化學改性又叫共價鍵改性，是現(xiàn)階段最常使用的碳納米管改性方法，主要手段有氧化改性、加成反應改性、酰胺化改性、接枝改性等幾種方法。其中使用量最大的一種方法為氧化改性法，利用氧化劑將碳納米管表面的多種官能團進行連接處理[3]。第二種常用的改性方法為加成反應改性，又可以細分為碳納米管環(huán)裝加成、元素核加成、電子加成以及元素自有基加成等幾類。通過大量的科學實驗之后發(fā)現(xiàn)加成反應后的碳納米管可以具有織的衍生物等相關性質(zhì)。

2 碳納米管在食品檢測工作中的主要應用

2.1 對于食品中的超標重金屬進行吸附

重金屬超標污染已經(jīng)成為了我國較為嚴重的污染之一。重金屬污染產(chǎn)生的主要原因包括工業(yè)生產(chǎn)污染、交通污染與生活垃圾污染等幾類。大量的重金屬排入到了河流與周圍水系中，并且十分不容易被自然環(huán)境與人體降解。糧食植物等農(nóng)作物吸收了重金屬含量超標的污染水，長成后的糧食內(nèi)也重金屬含量也大量超標；重金屬污染的水中存活的魚蝦等生物也會攜帶超標的重金屬；人們食用了被污染的糧食、魚蝦，飲用了污染的水源，身體內(nèi)堆積的重金屬會越來越多，會對人體的肝臟、大腦、神經(jīng)以及視力等產(chǎn)生極大的破壞，還會嚴重地破壞人體內(nèi)部的循環(huán)系統(tǒng)，嚴重的還有可能大致死亡。重金屬超標污染已經(jīng)嚴重地對我國人民群眾的生命安全產(chǎn)生了威脅，更對我國的環(huán)境保護與農(nóng)作物生產(chǎn)造成了嚴重的破壞。正是因為這一原因，對食品中的重金屬含量進行快速準確的檢測已經(jīng)成為了食品檢測的首要任務。由于重金屬污染的嚴重性，科研人員將碳納米管加入重金屬吸附工作中。由于碳納米管的表面積較大且為中空的結構形式，十分有利于從事有害物質(zhì)的吸附工作，可以十分有效地吸附廢水中的重金屬離子，將超標的重金屬離子進行有效的去除。碳納米管對于重金屬離子的吸附去除工作具有很大的使用價值與發(fā)展空間，在科研人員的進一步研究中會取得更加巨大的經(jīng)濟利益。使食品中的重金屬離子檢測工作更加快速更加準確，最大程度地保證人民群眾的身體健康。

2.2 對于食品中的過量添加劑進行檢測

食品添加劑的使用目的主要是為了改善食品的色、香、味等性質(zhì)或者是防止食品發(fā)生腐敗。食品添加劑主要有兩種，一種為人工合成的化合物，另一種為純天然的產(chǎn)物?，F(xiàn)階段我國允許使用的食品添加劑可以分為23個種類，共有2 000多種食品添加劑種類。但是有些食品的生產(chǎn)廠家為了縮減生產(chǎn)成本以獲得更加高額的利益，會向食品中加入一些國家不允許的食品添加劑或存在食品添加劑使用過量的情況。這種情況不僅嚴重了違反了我國的《中華人民共和國食品衛(wèi)生法》與《食品添加劑衛(wèi)生管理辦法》等相關的食品安全法律，更會嚴重地危害到我國人民群眾的生民安全。對于食品內(nèi)添加劑的檢測分析工作也成為了食品工作中的重點。隨著食品添加劑的檢測手段不斷的更新升級，電化學檢測的方法越來越多地被檢測單位所使用，其中最主要的原因是它的靈敏度十分高。經(jīng)過研究后發(fā)現(xiàn)改性后的碳納米管擁有了較為良好的電學性能，科研人員就做出了將改性后的碳納米管應用于電化學檢測的大膽設想，經(jīng)過大量的實踐檢驗后發(fā)現(xiàn)，所取得的效果良好，并且可以十分有效地完成檢測工作。在實際使用過程中，最多的是用于進行蘇丹紅一號的檢測。蘇丹紅一號是一種人造化學藥劑，食用后可能會致癌。另外，具有磁性的碳納米管對品紅的吸附工作也成為了現(xiàn)階段研究的主要方向之一，磁性碳納米管獲取的主要手段為沉淀法，這一技術方法的工作效率高、產(chǎn)品容易分離并且碳納米管可以重復使用降低了生產(chǎn)成本，發(fā)展前景十分可觀。

2.3 檢測確定食品是否為轉(zhuǎn)基因食品

隨著科學技術的不斷發(fā)展，基因技術也在日益成熟。傳統(tǒng)的食品存在的各種各樣的問題也逐漸暴露出來。轉(zhuǎn)基因食品是使用基因工程技術將一種或多種有益基因嫁接在特定的食品原有基因之上，在保證食品原有的優(yōu)勢特性的基礎上對原有的劣勢進行改善。轉(zhuǎn)基因食品優(yōu)點眾多，主要包括大量提升產(chǎn)品的產(chǎn)量、降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本、有效抗病防蟲、有效地保證產(chǎn)品的儲藏時間等幾點。隨著轉(zhuǎn)基因食品的深入研究與大力的推廣，大量的轉(zhuǎn)基因食品進入到了人們的日常生活中。由于轉(zhuǎn)基因食品的各種優(yōu)勢，其漸漸地受到人民群眾的歡迎與喜愛。

但是轉(zhuǎn)基因食品對人類身體造成損害的可能性并沒有完全消除，也成為了人們討論研究的主要話題，所以我國要求在進行轉(zhuǎn)基因食品的生產(chǎn)銷售的過程中一定要將這一情況進行清晰的標注，確保人民群眾在進行轉(zhuǎn)基因食品購買時能夠享有知情權。但是之前傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)基因食品檢測手法較為落后且存在著很大的局限性，只有在可以確定轉(zhuǎn)基因食品所獲得的特定的基因的前提下才能夠?qū)κ称愤M行DNA檢測，以確定食品是否為轉(zhuǎn)基因食品。這一方法不僅檢測時間長，且實行起來較為復雜，準確率較低。經(jīng)過科研人員的改良升級，將DNA檢測所使用的DNA探針安裝在改性后的碳納米管上，這樣可一次性地進行多種特定基因的監(jiān)測工作，這樣的改進方法大大地縮短了了檢測所消耗的時間，也可以在不知情的情況下進行轉(zhuǎn)基因食品的鑒定工作，是轉(zhuǎn)基因鑒定工作的一項重大突破。

3 結語

隨著碳納米管研究技術的不斷發(fā)展，所獲得的科研成果也越來越多地走進了人們的日常生活。民以食為天，隨著社會的不斷發(fā)展進步，人們對于食品安全的重視程度也越來越高，碳納米管在食品檢測方面的應用也是越來越多。由于其具有檢測方法簡單、所消耗時間較短、成本低等特點，已經(jīng)成功地占據(jù)了食品檢測的主導地位。但是碳納米管仍然存在著一些問題，如檢測的目標性過于單一需要更換大量的碳納米管，這些問題都是需要科研人員在日后的工作中進行研究改正，不斷地推進改性碳納米管在日后的食品安全檢測工作中不斷地升級進步，以獲得更加準確的檢測結果，確保人民群眾的日常飲食安全。