Wydrukowany w 3D czujnik chipowy zwiększa bezpieczeństwo żywności poprzez wykrywanie patogenów

Waszyngton, 25 czerwca 2024 r. – Co jakiś czas produkt spożywczy jest wycofywany z rynku ze względu na pewnego rodzaju skażenie. Dla konsumentów tych produktów wycofanie może podać w wątpliwość bezpieczeństwo i niezawodność tego, co jedzą i piją. W wielu przypadkach wycofanie leku następuje zbyt późno, aby zapobiec zakażeniu niektórych osób.

Pomimo wysiłków przemysłu spożywczego mających na celu zwalczanie patogenów, produkty pozostają skażone, a ludzie nadal chorują. Duża część problemów wynika z dostępnych narzędzi do wykrywania szkodliwych patogenów, które często nie są wystarczająco skuteczne w ochronie społeczeństwa.

W AIP Advances, za pośrednictwem wydawnictwa AIP Publishing, naukowcy z Politechniki w Guangdong i Szpitala Ludowego Pudong New District opracowali nową metodę wykrywania patogenów przenoszonych przez żywność, która jest szybsza, tańsza i skuteczniejsza niż istniejące metody. Naukowcy mają nadzieję, że ich technologia usprawni kontrole i zapobiegnie przedostawaniu się skażonej żywności do rąk konsumentów.

Nawet przy zastosowaniu najlepszej metody wykrywania znalezienie zanieczyszczających patogenów nie jest łatwym zadaniem.

„Wykrywanie tych patogenów jest wyzwaniem, biorąc pod uwagę ich różnorodny charakter i różne środowiska, w których mogą się rozwijać” – powiedział autor Silu Feng. „Ponadto niskie stężenie patogenów w dużych próbkach żywności, obecność podobnych organizmów niepatogennych oraz złożony charakter różnych rodzajów żywności utrudniają dokładne i szybkie wykrywanie”.

Istnieją istniejące metody wykrywania, takie jak hodowla komórkowa i sekwencjonowanie DNA, ale trudno je zastosować na dużą skalę. Nie każdą partię żywności można dokładnie przetestować, więc niektóre zanieczyszczenia z pewnością wyciekną.

„Ogólnie rzecz biorąc, metody te napotykają ograniczenia, takie jak długi czas uzyskiwania wyników, zapotrzebowanie na specjalistyczny sprzęt i przeszkolony personel oraz wyzwania związane z jednoczesnym wykrywaniem wielu patogenów, co uwypukla potrzebę udoskonalenia technik wykrywania” – powiedział Feng.

Autorzy badania zdecydowali się przyjąć inne podejście i zaprojektowali chip mikroprzepływowy, który wykorzystuje światło do jednoczesnego wykrywania wielu typów patogenów. Ich chip powstaje przy użyciu druku 3D, co ułatwia produkcję w dużych ilościach i modyfikowanie go w celu zwalczania określonych patogenów.

Chip jest podzielony na cztery sekcje, z których każda jest przeznaczona do wykrywania określonych patogenów. Jeśli patogen ten będzie obecny w próbce, zwiąże się z powierzchnią detekcyjną i zmieni jej właściwości optyczne. Takie rozwiązanie pozwala naukowcom wykryć wiele powszechnych bakterii, takich jak E. coli, Salmonella, Listeria i Staphylococcus aureus, szybko i przy bardzo niskich stężeniach.

„Ta metoda pozwala szybko i skutecznie wykryć wiele różnych patogenów, a wyniki wykrywania są łatwe do interpretacji, co znacznie poprawia skuteczność wykrywania” – powiedział Feng.

Zespół planuje dalszy rozwój swojego urządzenia, aby zwiększyć jego przydatność do kontroli żywności.