Funguje to takto: Smíchejte malé, speciálně vyrobené bubliny s tekutinou, o které si myslíte, že by mohla obsahovat bakterie E. coli . Umístěte QR kód pod Petriho misku a zapněte fotoaparát telefonu. Pokud telefon dokáže přečíst kód, je to bezpečné. Pokud ne, je tu E. coli .
Toto je zjištění výzkumu zveřejněného v novém časopise American Chemical Society, Central Science . Tato technika závisí na konstrukci mikroskopických kapiček a její autoři tvrdí, že má potenciál výrazně snížit množství času potřebného k testování jídla.
Otrava jídlem je velkým problémem, dokonce i v USA, s tím, že E. coli způsobuje 73 000 nemocí a 60 úmrtí ročně, podle údajů Centers for Disease Control and Prevention data z roku 1999. Je to základní, ale zrychlení testování by mělo znamenat více testování .
"Velkým problémem je, že při výrobě potravin, pokud nemáte něco, co je v zásadě v časovém měřítku výrobního procesu, musíte produkt zadržet v úložišti [pro testování], " říká Tim Swager, profesor chemie na MIT a autor studie. "Potřebuješ něco, co je prakticky minuty, nebo možná pár hodin, ne den, nebo desítky hodin." A právě tam je současný stav technologie. To je příliš pomalé a velmi nákladné. “
Swagerův tým mísí dva typy materiálu do mikronových kapiček zvaných Janusovy emulze. Začínají dvěma materiály, uhlovodíkem (H2O vázaným uhlíkem, jako byste se dostali do palivových plynů) a fluorouhlíkem (fluor vázaný uhlíkem, materiál používaný v rybářském vlasci). Zahřívají obě tekutiny a nutí je k sobě skrz malé kanály, vstřikují je do tekoucí vody jako rampa v řece. Když se částice ochladí, vytvářejí koule, které jsou napůl uhlovodík, napůl fluorouhlovodík.
K těmto kapičkám vědci připojují rostlinný protein zvaný lektin, který se váže na E. coli . Těžší strana fluorokarbonů kapiček je obvykle udržuje ve vodorovné poloze, všechny uhlovodíkové hemisféry směřují vzhůru. V tomto stavu fungují jako čočka s nekonečnou ohniskovou vzdáleností; světlo prochází přímou čarou. Když se však lektin váže, bakterie, které jsou připojeny, změní rovnováhu kapiček a způsobí, že se nakloní na stranu. Když k tomu dojde, rozptyl lomu se rozsvítí a zablokuje cokoli pod ním.
Vlevo kapičky Janus při pohledu shora. Poté, co kapičky narazí na svůj cíl, bakteriální protein, shlukují se spolu (vpravo). (Qifan Zhang) Vědci testovali tuto techniku na několika typech benigních E. coli a plánují tuto techniku rozšířit na další bakterie nebo dokonce na jiné typy patogenů.
"Skutečnost, že mohou reagovat tak dobře, mohou se naklonit, a my je můžeme přeorientovat a chovat se jako čočky, a že k jejich vyrovnání používáme gravitaci, jedná se o hodně opravdu neobvyklých ingrediencí, ale je to opravdu výkonná platforma, “říká Swager.
Aplikování technologie na patogenní kmeny je možné, ale pro každou z nich byste potřebovali jinou vazebnou strukturu, říká John Mark Carter, bývalý výzkumný pracovník v oblasti kontaminujících látek v USDA, který nyní konzultuje ve stejném odvětví.
"Opravdu to není tak snadné, jak to zní, " říká Carter. "Jídlo obsahuje spoustu věcí, které nespecificky váží různé povrchy."
Dodává, že kapičky musí být přesně vyváženy, což vědci dokázali, ale při testování bezpečnosti potravin v reálném čase je to mnohem problematičtější. Carter je překvapen, že vědci v této chvíli navrhují test na jídlo. "Opravdu byste neměli mluvit o jídle, dokud neuděláte experimenty s jídlem, " říká.
Kromě toho jsou limity citlivosti pro E. coli v potravinách mnohem nižší, než tato technika může dosud nabídnout. Swager byl schopen detekovat přítomnost E. coli, když je kolem 10 000 buněk na ml roztoku. V roce 2010 FDA snížil množství netoxické E. coli povolené v sýru (druh obecného hygienického limitu) ze 100 MPN (nejpravděpodobnější počet) na gram na 10 MPN. Vloni to agentura ustoupila a uvedla, že to nemělo dopad na veřejné zdraví, ale pro bezpečnost potravin a toxickou E. coli je tolerance nulová. Neexistuje žádná technologie, která dokáže detekovat jednu buňku E. coli, a proto se současné standardy spoléhají na rostoucí kolonie v misce.
"Jedna bakterie stačí, aby tě zabila, " říká Carter. "Pokud se jedná o velmi vysokou koncentraci bakterií, můžete ji detekovat bez zesílení." Ale téměř každý to pěstuje ... musíte to pěstovat, protože nemůžete detekovat jednu bakterii. “
Má-li se Swagerova technologie v tomto odvětví rozšířit, musí být tyto problémy vyřešeny a poté musí být provedeny souběžné studie s cílem porovnat je se současnými standardy. Pokud by neexistovalo, mohly by existovat aplikace pro vnitřní kontrolu kvality v potravinářském průmyslu (i když senzitivita detekce by stále byla problémem).
„Eggo vafle si vzpomněly [v roce 2016]. Nebylo to velké vzpomínání, ale byla to listérie, “říká Swager. "Když byly moje děti malé, dával jsem jim Eggo vafle a oni šli ven ze dveří na cestě do školy." Ale víte, máte takové stažení produktu, jak dlouho to bude trvat, než rodiče budou krmit své děti Eggo vafle? Důsledky pro značky jsou tedy opravdu vysoké. “
