Ето как става: Смесете няколко малки, специално приготвени мехурчета с течност, която смятате, че може да съдържа бактерии от E. coli . Поставете QR код под чашата на Петри и включете камерата на телефона си. Ако телефонът може да чете кода, това е безопасно. Ако не, има E. coli .
Това е откритието на изследванията, публикувани в новото списание на American Chemical Society, Central Science . Техниката зависи от дизайна на микроскопичните капчици и авторите му твърдят, че има потенциал значително да намали времето, необходимо за тестване на храната.
Хранителните отравяния са голям проблем дори в САЩ, тъй като E. coli причинява 73 000 заболявания и 60 смъртни случая годишно, според данните на Центровете за контрол и превенция на заболяванията от 1999 г. Това е основно, но ускоряването на тестовете трябва да означава, че ще се правят повече тестове,
„Големият проблем е, че когато произвеждате храна, ако нямате нещо, което е в основата на времевия мащаб на вашия производствен процес, трябва да държите продукта в склад [за тестване], “ казва Тим Суагър, професор по химия в MIT и автор на изследването. „Имате нужда от нещо, което е на практика минути, или може би няколко часа, а не ден или десетки часове. И точно тук е сегашното състояние на технологията. Това е твърде бавно и много скъпо. "
Екипът на Swager смесва два вида материал в капки с микрони, наречени емулсии на Janus. Те започват с два материала, въглеводород (H2O, свързан с въглерод, какъвто попадате в горивни газове) и флуоровъглерод (флуор, свързан с въглерод, материал, използван в въдицата). Те загряват двата флуида и ги принуждават заедно през малки канали, инжектирайки ги в течаща вода, нещо като тръба, изхвърляща се в река. Докато частиците се охладят, те образуват сфери, които са наполовина въглеводород, половин флуоровъглерод.
Към тези капки учените прикрепят растителен протеин, наречен лектин, който се свързва с Е. коли . Обикновено по-тежката флуоровъглеродна страна на капчиците ги поддържа равни, всички с техните въглеводородни полукълба, обърнати нагоре. В това състояние те действат като леща с безкрайно фокусно разстояние; светлината преминава по права линия. Но когато лектинът се свърже, бактериите, които се прикрепят, променят равновесието на капчиците, карайки ги да наклонят отстрани. Когато това се случи, пречупването разсейва светлината, блокирайки всичко, което е отдолу.
Вляво капчиците на Янус гледаха отгоре. След като капчиците срещнат своята цел, бактериален протеин, те се струпват заедно (вдясно). (Цифан Джан) Изследователите са тествали тази техника върху няколко вида доброкачествени E. coli и планират да разширят техниката към други бактерии или дори други видове патогени.
"Фактът, че могат да реагират толкова добре, те могат да се накланят, а ние можем да ги преориентираме и те се държат като лещи и че ние използваме гравитацията, за да ги подравним. Това са много наистина необичайни съставки, но това прави наистина мощна платформа “, казва Суаджър.
Прилагането на технологията върху патогенни щамове е възможно, но ще ви е необходима различна структура на свързване за всеки от тях, казва Джон Марк Картър, бивш изследовател на замърсители на хранителни продукти от USDA, който сега се консултира в същата индустрия.
„Наистина не е толкова лесно, колкото звучи“, казва Картър. „Храната съдържа много неща, които свързват различни повърхности неспецифично.“
Той добавя, че капчиците трябва да бъдат балансирани прецизно, което изследователите успяха да направят, но това става много по-проблематично при тестовете за безопасност на храните в реалния живот. Картър се изненадва, че в този момент изследователите предлагат хранителен тест. „Наистина не трябва да говорите за храна, докато не направите експерименти с храна“, казва той.
Освен това границите на чувствителност за E. coli в храната са много по-ниски, отколкото тази техника все още може да предложи. Swager успя да открие присъствието на E.coli, когато има около 10 000 клетки на mL разтвор. През 2010 г. FDA намали количеството на нетоксичните Е. coli, което е разрешено в сирене (нещо като общ санитарен лимит) от 100 MPN (най-вероятният брой) на грам до 10 MPN. Миналата година агенцията се отказа от това, като заяви, че не е оказала влияние върху общественото здраве, но за безопасността на храните и токсичните Е. коли, толерантността е нула. Няма технология, която да открие единична клетка E. coli, поради което настоящите стандарти разчитат на отглеждане на колонии в чиния.
"Една бактерия е достатъчна, за да ви убие", казва Картър. „Ако е много висока концентрация на бактерии, можете да го откриете без усилване. Но почти всеки го отглежда ... трябва да го отглеждате, защото не можете да откриете една бактерия. "
Ако технологията на Swager ще стане широко разпространена в индустрията, тези проблеми трябва да бъдат разгледани и след това да се проведат паралелни проучвания, които да я сравнят с настоящите стандарти. Отсъствайте, че може да има приложения за вътрешен контрол на качеството сред хранителната промишленост (макар че чувствителността при откриване все още би била проблем).
„Вафли от Ego са отзовали [през 2016 г.] Това не беше голямо припомняне, но беше листерия “, казва Суагер. „Когато децата ми бяха малки, аз им давах вафли от Его и те щяха да излязат през вратата на училище. Но знаете ли, имате подобно изземване на продукт, колко време ще мине, преди родителите да хранят децата си вафли Eggo? Така че последиците за марките също са много големи. "
