Képzeljen el egy napot, amikor egy gazda kiállhat a szántóföldön, kézi eszközzel integethet egy paradicsom fölött, és azonnal észlelheti a kórokozókat, amivel életeket és dollármilliárdokat menthet meg.
Ez a nap talán nincs messze, köszönhetően a kutatásnak, amelyet a Alabama Mezőgazdasági Kísérleti Állomás az Auburn Egyetemen.
Egyike annak a 11 egyetemnek, amelyet a Amerikai Mezőgazdasági Minisztérium A nanotechnológiai kutatások lebonyolítása érdekében az Auburn tudósai azon dolgoznak, hogy javítsák a kórokozók monitorozását az élelmiszer-ellátási láncban egy olyan felhasználóbarát rendszer létrehozásával, amely egyszerre, pontosan, költséghatékonyan és gyorsan képes kimutatni több élelmiszer eredetű kórokozót.
Tom Vilsack, az USDA titkára a közelmúltban több mint 5.2 millió dolláros nemzeti befektetést jelentett be az élelmiszer-biztonság javítására, a megújuló tüzelőanyagok javítására, a terméshozam növelésére és a mezőgazdasági kártevők kezelésére irányuló kutatások támogatására. A díjak átadására a Mezőgazdasági és Élelmiszeripari Kutatási Kezdeményezés, az ország elsőszámú versenyképes, lektorált pályázati programja az alapvető és alkalmazott agrártudományok számára.
Auburn kutatása egyedülálló abban, hogy céljai elérése érdekében inkább biológiai, mint ember alkotta nanotechnológiát használ. Sang-Jin Suh, egyetemi docens az Auburn's Biological Sciences Tanszéken.
Suh is tagja a Az Auburn Egyetem észlelési és élelmiszerbiztonsági központja, és igazgatójának, Bryan Chinnek, anyagmérnök professzornak köszönheti a kutatás alapjául szolgáló bioszenzoros technológia kifejlesztését.
„Ez Dr. Chin innovációja, és olyan embereket toborzott, mint én – egy bakteriális genetikus –, hogy segítsenek egyesíteni ezeket a technológiákat egy részecske-alapú bioszenzorban, amely felhasználható élelmiszer-kórokozók kimutatására” – mondja Suh.
Becslések szerint évente 48 millió amerikai betegszik meg élelmiszer-eredetű kórokozók és toxinok miatt, ami közel 80 milliárd dolláros gazdasági terhet jelent. Ezek a becslések nem veszik figyelembe az élelmiszeripar költségeit, beleértve a fogyasztói bizalom csökkenését, a visszahívási veszteségeket vagy a peres eljárásokat.
Ahogy az élelmiszer eredetű kórokozók kitörése és a szennyezett élelmiszerek visszahívása egyre gyakoribbá vált, nyilvánvalóvá vált, hogy jobb kórokozó-felismerő rendszerekre van szükség a szennyezett élelmiszerek lakossági fogyasztás előtti azonosításához.
"Ha az élelmiszer szennyezett, az FDA-nak, a CDC-nek vagy más laboratóriumoknak általában napokba vagy hetekbe telik, hogy megerősítsék a kórokozók jelenlétét" - mondja Suh. „Technológiánk kevesebb, mint 10 perc alatt meg tudja csinálni.
„Jelenleg amikor élelmiszer-eredetű kórokozó járvány tör ki, el kell vinniük a szennyezett élelmiszert, és baktériumokat kell szaporítaniuk belőle, ami néhány órától néhány napig tart. Majd meglátják, hogy megfelel-e egy feltételezett kórokozó mintájának. Izoláljuk azokat a szondákat, amelyek specifikusak az adott kórokozóra. Ha kötődik a szondához, akkor tudjuk, hogy az adott kórokozó jelen van.”
Az eredményekhez szükséges időn túlmenően a jelenlegi élelmiszer-kórokozó-felderítő rendszerek drága műszereket és kiterjedt személyzeti képzést igényelnek.
"A kórokozók kimutatásának két legnépszerűbb módszere a hagyományos tenyésztési módszertől eltérően kiterjedt képzést igényel" - mondja Suh. „A mi módszerünk minimális képzést igényel. Elképzeljük, hogy minden gazdálkodó rendelkezik ezzel a képességgel, a feldolgozó üzemek rendelkeznek ezzel, az élelmiszerboltok és éttermek pedig rendelkeznek ezzel a képességgel. Még a fogyasztók is használhatják ezt a technológiát.”
A bioszenzor egy kézi monitor lesz, amely végül a készüléktől 10 centiméter távolságban észleli az élelmiszer-kórokozó jelenlétét.
„Ez lehetővé teszi az élelmiszerek biztonsági ellenőrzését a gazdaságtól az asztalig” – mondja Suh. "A detektor kevesebb, mint 500 dollárba kerülne, és végül dollármilliárdokat és sok életet menthet meg."
Suh kutatásának célja egy olyan rendszer kifejlesztése, amely lehetővé teszi több élelmiszer-eredetű kórokozó egyidejű, valós időben történő azonosítását, beleértve a Salmonella enterica-t, az Escherichia coli-t és a listeria monocytogenest.
„Korábban is kimutatták bioszenzoraink hatékonyságát az egyes kórokozók pontos és gyors kimutatására” – mondja Suh. „Ebben a tanulmányban egy multiplex rendszert fogunk kifejleszteni, amely képes kimutatni számos gyakori élelmiszer-eredetű bakteriális kórokozó jelenlétét.
„Ahogy a jövőbeni tanulmányok során fejlesztjük rendszerünket, a rendszer kibővíthető a vírusokkal és a toxinokkal, hogy az élelmiszerek által terjedő kórokozók átfogó kimutatási rendszerévé váljon a közbiztonság javítása érdekében.”
Az Auburn kutatócsoportja más egyetemek tudósaival együttműködve alkalmazza ezt a technológiát, és remélhetőleg megkapja az FDA jóváhagyását a jövőbeni széles körű használathoz.
- Paul Hollis, Auburn Egyetem
Forrás: Auburn University College of Agriculture