Уявіце сабе дзень, калі фермер можа стаяць у полі, махаць партатыўнай прыладай над памідорам і неадкладна выяўляць патагены, патэнцыйна ратуючы жыцці і мільярды долараў.
Гэты дзень можа быць не за гарамі, дзякуючы даследаванням, якія праводзяцца Алабамская сельскагаспадарчая эксперыментальная станцыя пры Універсітэце Оберн.
Як адзін з 11 універсітэтаў, якія атрымалі гранты Міністэрства сельскай гаспадаркі ЗША каб правесці даследаванні ў галіне нанатэхналогій, навукоўцы Auburn працуюць над паляпшэннем маніторынгу патагенных мікраарганізмаў ва ўсім ланцужку харчовых паставак, ствараючы зручную сістэму, якая можа выяўляць некалькі харчовых патагенных мікраарганізмаў адначасова, дакладна, эканамічна эфектыўна і хутка.
Міністр сельскай гаспадаркі ЗША Том Вілсак нядаўна абвясціў аб нацыянальных інвестыцыях у памеры больш за 5.2 мільёна долараў для падтрымкі даследаванняў па павышэнні бяспекі харчовых прадуктаў, удасканаленні аднаўляльных крыніц паліва, павышэнні ўраджайнасці сельскагаспадарчых культур і барацьбе з шкоднікамі сельскай гаспадаркі. Узнагароджанне ажыццяўлялася праз в Ініцыятыва даследаванняў сельскай гаспадаркі і харчавання, галоўная нацыянальная конкурсная, рэцэнзаваная праграма грантаў для фундаментальных і прыкладных сельскагаспадарчых навук.
Даследаванне Auburn унікальнае тым, што яно выкарыстоўвае біялагічныя, а не штучныя нанатэхналогіі для дасягнення сваіх мэтаў, кажа Санг-Джын Су, дацэнт кафедры біялагічных навук Оберна.
Сух таксама з'яўляецца членам Цэнтр выяўлення і бяспекі харчовых прадуктаў Універсітэта Оберна, і ён прызнае яго дырэктара Браяна Чына, прафесара матэрыялазнаўства, распрацоўкай тэхналогіі біясенсараў, якая з'яўляецца асновай для даследавання.
«Гэта новаўвядзенне доктара Чына, і ён набраў такіх людзей, як я, генетыка бактэрый, каб дапамагчы аб'яднаць гэтыя тэхналогіі ў біядатчык на аснове часціц, які можа выкарыстоўвацца для выяўлення харчовых патагенаў», — кажа Су.
Паводле ацэнак, каля 48 мільёнаў амерыканцаў штогод захворваюць з-за харчовых патагенных мікраарганізмаў і таксінаў, што прыводзіць да эканамічнага цяжару амаль у 80 мільярдаў долараў. Гэтыя ацэнкі не ўлічваюць выдаткі для харчовай прамысловасці, у тым ліку зніжэнне даверу спажыўцоў, страты пры адкліканні або судовыя разгляды.
Паколькі ўспышкі харчовых патагенных мікраарганізмаў і адклікання заражаных харчовых прадуктаў сталі больш распаўсюджанымі, стала відавочным, што неабходныя лепшыя сістэмы выяўлення патагенных мікраарганізмаў для ідэнтыфікацыі заражаных харчовых прадуктаў перад тым, як яны будуць спажывацца насельніцтвам.
«Кожны раз, калі ежа заражаная, FDA, CDC або іншым лабараторыям звычайна патрэбныя дні ці тыдні, каб пацвердзіць наяўнасць узбуджальнікаў», — кажа Су. «Наша тэхналогія можа зрабіць гэта менш чым за 10 хвілін.
«У цяперашні час кожны раз, калі адбываецца ўспышка харчовага патагеннага мікраарганізма, яны павінны прымаць заражаную ежу і вырошчваць з яе бактэрыі, што патрабуе ад некалькіх гадзін да некалькіх дзён. Затым яны ўбачаць, ці адпавядае гэта схеме падазраванага ўзбуджальніка. Мы вылучаем зонды, спецыфічныя для гэтага ўзбуджальніка. Калі ён звязваецца з зондам, мы ведаем, што ўзбуджальнік прысутнічае».
У дадатак да працягласці часу, неабходнага для атрымання вынікаў, сучасныя сістэмы выяўлення ўзбуджальнікаў харчовых прадуктаў патрабуюць дарагіх прыбораў і шырокага навучання персаналу.
«Два самых папулярных метаду выяўлення патагенаў, акрамя традыцыйнага метаду культывавання, патрабуюць працяглай падрыхтоўкі», - кажа Сух. «Наш метад запатрабуе мінімальнай падрыхтоўкі. Мы мяркуем, што кожны фермер будзе мець такую магчымасць, перапрацоўчыя прадпрыемствы будуць мець гэтую магчымасць, а бакалейныя крамы і рэстараны будуць мець гэтую магчымасць. Нават спажыўцы змогуць выкарыстоўваць гэтую тэхналогію».
Біясенсар будзе ўяўляць сабой партатыўны манітор, які ў канчатковым выніку будзе выяўляць прысутнасць харчовага ўзбуджальніка на адлегласці 10 сантыметраў ад прылады.
"Гэта дазволіць правяраць бяспеку ежы ад фермы да стала", - кажа Сух. «Дэтатэктар будзе каштаваць менш за 500 долараў і ў канчатковым выніку можа выратаваць мільярды долараў і шмат жыццяў».
Мэтай даследаванняў Су з'яўляецца распрацоўка сістэмы, якая дазволіць адначасова ідэнтыфікаваць некалькі харчовых патагенаў у рэжыме рэальнага часу, уключаючы Salmonella enterica, Escherichia coli і Listeria monocytogenes.
«У нас было раней прадэманстраваў эфектыўнасць нашых біясенсараў для дакладнага і хуткага выяўлення асобных узбуджальнікаў», — кажа Сух. «У гэтым даследаванні мы распрацуем мультыплексную сістэму, здольную выяўляць прысутнасць некалькіх распаўсюджаных харчовых бактэрыяльных узбуджальнікаў.
«Калі мы будзем удасканальваць нашу сістэму ў будучых даследаваннях, яе можна будзе пашырыць, уключыўшы ў яе вірусы і таксіны, каб стаць усёабдымнай сістэмай выяўлення любых харчовых патагенных мікраарганізмаў для павышэння грамадскай бяспекі».
Каманда даследчыкаў Auburn супрацоўнічае з навукоўцамі з іншых універсітэтаў для выкарыстання гэтай тэхналогіі і, спадзяюся, атрымае адабрэнне FDA для шырокага выкарыстання ў будучыні.
- Пол Холіс, Універсітэт Оберн
Крыніца: Сельскагаспадарчы каледж Універсітэта Оберна