纳米技术：一种祝福还是发展中国家的诅咒？

Nanoparticles are increasingly being explored for boosting crops and nutrition, but doubts remain over their long-term safety, writes Mićo Tatalović.

Proponents of nanotechnology say it will revolutionise farming and global food systems, with applications being explored that could cut waste, make food safer and help create ‘super crops’ that escape the controversial label of genetically modified organisms (GMOs).

如果成功的话，它可能有助于克服差的收益率，营养不良和对转基因生物的反对 - 在全球南部，所有这些仍然都是巨大的挑战。

纳米技术的科学是尖端的，但足够简单，可以在全球范围内负担得起。发展前景很大。因此，许多发展中国家已经出发了也就不足为奇了关于该技术的商业化。

But the blossoming of this relatively new technology also raises concerns about its long-term人类健康的安全和环境beplay足球体育的微博，许多科学家呼吁对纳米颗粒的扩散用途进行更好和更多的国际协调法规和监督。

发展中国家被排除在对话之外关于纳米技术的监管，仍然需要在国家和全球范围内更好地监管技术以确保技术meets the needs of the poorwith minimum risk to people.

那么，在粮食安全方面使用纳米技术的最新想法是什么，它可以做什么？围绕它的安全恐惧是什么？

The term nanotechnology generally refers to any use of nano-scale particles (between 1 and 100 nanometres). Their tiny size gives them unusual properties that can affect texture, appearance and flavour of foods – and they are already used as food additives.

还探索了包含这些颗粒的新产品，以使可生物降解的包装，改善保质期并防止食物中毒和浪费。例如，食品包装中的纳米传感器很快就会告诉您食物是否暴露在阳光下，因此质量降解。

一些科学家正计划利用它来改善营养。他们正在研究使用纳米乳液的使用 - 与小滴水中的水混合物中的油作为赋形剂（可以改善食物摄入的食物的生物活性的食物）。这些可能会增加我们从水果和蔬菜中摄入营养的摄入量 - 这种用途特别有前途tackling malnutrition和micronutrient deficiency。

“不幸的是，我们还没有适当的标准来调节纳米颗粒。没有一种分析纳米颗粒的方法。没有共同的立场或对话。”

密苏里大学的基鲁巴·克里希纳斯瓦米（Kiruba Krishnaswamy），美国

这个想法是将其喷在食物上，以使我们能够提取更多的营养。相似的nano emulsions are being explored for their antimicrobial activityto protect crops and foods from going off.

加利福尼亚大学伯克利分校的物理学家Markita del Carpio Landry在美国伯克利分校的物理学家Markita Del Carpio Landry说：“在未来几十年中，纳米技术在未来几十年中将非常普遍。”

Boosting crop resilience

科学家甚至正在研究使用纳米材料来改善肥料和农药的递送，并创建不被视为GM的转基因作物。英国牛津大学的研究员索尼亚·特里格罗斯（Sonia Trigueros）认为，其“应用是无限的”。

兰德里（Landry）的团队正在探索使用碳纳米管的使用（长，狭窄，僵硬的碳）来改变植物基因而不会插入植物基因组本身中，这将导致基因编辑的作物，这些作物不会被认为是基因修饰的。鉴于大而持续的公众反对转基因作物在发展中国家中，这种方法可能是提供诸如抗旱或防洪等福利的更可口的方法。

The team recently showed that碳纳米管可用于提供基因编辑机械known as CRISPR/Cas9 inside plant cells — through the cell wall and the membrane — something that is otherwise tricky to do.

然后，基因编辑可以精确的遗传增强，以产生对除草剂，昆虫，疾病和干旱具有抗性的农作物。它有可能在不围绕遗传修饰的公众恐惧的情况下制作更好的农作物。

Landry says that the approach would actually be cheaper than current methods used for genetic modification of crops, such as the gene gun – a device for delivering DNA to cells, or Agrobacterium bacteria used for gene transfer between cells.

她说：“我们计算了基于基因枪或农杆菌的基于纳米颗粒的转变的成本。”“纳米颗粒的成本较小，因为它们可以大量规模合成。”

她说：“此外，纳米颗粒不需要制冷，农杆菌或高级技术实验室设备供基因枪，因此在限量资源环境中可以使用它们。”beplay足球体育的微博

健康与安全恐惧

但是，反对这一技术三月，有些人越来越担心缺乏对纳米材料对人类健康和环境的影响的长期研究。beplay足球体育的微博

“透明度和抗风险能力re too limited,” says Mathilde Detcheverry, head of information at Avicenn, a French NGO campaigning for open information on nanotechnology. “We’re still in the dark.”

No one knows if, and how, safe they are in the long term since most safety research has been done in the lab, on cells or mice, and in unrealistic settings. “We cannot say ‘oh, we’re totally safe’ – we need to work on that: we need to do better protocols to see toxicity,” says Trigueros.

Zahra Rattray, fellow at Scotland’s University of Strathclyde, says: “I’ve worked on projects where there was definite harm, and I’ve also reviewed some recent publications that have not been published yet and there was clear evidence from their work that there was a toxic effect of these particles.”

A 2017审查纳米颗粒的安全性in food concluded that some of them could have a “harmful effect” and that better tests of these effects were “urgently needed”.

潜在的有害影响包括将用于包装成食物的银纳米颗粒的浸出，这可能会杀死肠道中的好细菌。

另一个例子是二氧化钛，Tio₂，也称为E171，用作食品白蛋白，已显示出在大鼠的组织中积聚，并以某些剂量的毒性产生毒性作用。但是，其他研究发现，这是没有毒性的，而行业则使物质声称是安全的。

不确定性仍然存在，部分原因是纳米颗粒的影响取决于广泛的复杂和相互交织的因素，包括其大小，结构，涂层，剂量以及消耗的因素。

加利福尼亚大学默塞德分校的研究员索夫·普鲁索塔曼（Sowmya Purushothaman）说：“毫无疑问，应该对这些事情的毒性进行更多的研究。”

调节真空

对于决策者和监管机构来说，缺乏合理的科学协议是一个问题。拉特雷说：“完全缺乏法规。”

不确定性和缺乏数据意味着难以调节，甚至知道是否特别规范纳米颗粒，超出了现有的食品安全和监管法。在发达国家，这种法律通常更为严格，因此发展中的国家特别暴露。

“不幸的是，我们还没有适当的标准来调节纳米颗粒，”美国密苏里大学生物工程师Kiruba Krishnaswamy说。“没有一种分析纳米颗粒的方法。没有共同的立场或对话。”

Experts say the issue calls for an international perspective, including developing nations.

Krishnaswamy说：“应该对正在发生的一切，收集到的所有数据，我们在哪里以及我们需要确保未来20至30年安全的步骤进行国际协调。”

除了对食品添加剂安全性的担忧之外，人们对环境影响也有新兴的担忧。beplay足球体育的微博

Marie Simonin, researcher at the Institute of Research for Development, in Montpellier, France, says that some metal nanoparticles were assumed to be stable and non-toxic based on lab tests, but later found to be dissolved by microbes in natural systems, leading to toxic effects.

“我们需要真正尝试进行更现实的评估；如果您将它们引入人体或真正的生态系统，我们从实验室中知道的不一定是正确的，”她说。“我们正在谈论市场上成千上万的纳米颗粒。我们几乎不知道它们如何相互作用。”

Simonin adds: “I think this is a global problem and that developing countries are also concerned.”

中国或巴西等国家已经在使用纳米农药，或者在这一新一代农产品的发展中投入大量投资。

她说，由于纳米农药直接在大规模的环境中直接应用于环境中，因此它们也可能会大规模影响人类健康，因为它们最终会陷入水，空气和食物中。beplay足球体育的微博

她补充说：“在欧洲和美国，农药的注册非常严格，但这在世界其他地区不一定是正确的，在具有重要农业生产的新兴国家，这些纳米技术的发展甚至更快。”beplay下载官网西西软件

没有惊吓

Despite concerns, though, scientists say there is no need for alarmism.

美国杜克大学的研究科学家克里斯汀·奥吉尔维·亨德伦（Christine Ogilvie Hendren）说：“好消息是什么是有毒的，没有人会立即被纳米颗粒污染所毒。”

一些科学家说，社区正在崛起，面对纳米技术的挑战，并使政策制定者成为一种聪明，细微的监管方法。

Trigueros说：“我相信我们走在正确的道路上，但我们还有很多工作要做。”“这是一项非常年轻的技术，因此我们需要有积极的看法。”