Μία φορητή συσκευή που μπορεί να συνεργάζεται με smartphones και laptops για τον εντοπισμό βακτηρίων E. coli σε δείγματα φαγητού ανέπτυξαν ερευνητές στο Purdue University.
Οι ασθένειες που μεταδίδονται μέσω φαγητού ευθύνονται για πολλούς θανάτους ανά τον κόσμο ετησίως, και το E. coli (ειδικά ένα ιδιαίτερα «σκληρό» στέλεχός του, το E. coli O157:H7) είναι υπεύθυνο για πολλούς από αυτούς- ως εκ τούτου οι ερευνητές του αμερικανικού πανεπιστημίου εργάζονται πάνω στην ανάπτυξη νέων τεχνολογιών για την αντιμετώπιση του φαινομένου.
Η συσκευή SiPM (silicon photomultiplier) χρησιμοποιεί χαμηλό φως, αξιοποιώντας το φαινόμενο της βιοφωταύγειας (παραγωγή φωτός από ζωντανούς οργανισμούς) για τον εντοπισμό της παρουσίας βακτηρίων που προκαλούν ασθένειες σε δείγματα τροφής. Επίσης, οι ερευνητές του Purdue δημιούργησαν ένα ηλεκτρικό κύκλωμα με έναν ενισχυτή, έναν συγκριτή και ένα micro controller για την αποστολή δεδομένων σε laptops και smartphones μέσω τεχνολογίας Bluetooth. Ακόμη, χρησιμοποίησαν τρισδιάστατη εκτύπωση (3D printing) για να σχεδιάσουν ένα φορητό «λίκνο» για το SiPM. Η σχετική έρευνα δημοσιεύτηκε στο Applied Optics.
«Σκοπός μας είναι να δημιουργήσουμε τεχνολογία και μια διαδικασία που επιτρέπει τον οικονομικό εντοπισμό των αιτίων ασθενειών που μεταδίδονται μέσω τροφής, χρησιμοποιώντας μια εύκολη, γρήγορη και αποδοτική διαδικασία» είπε ο Γιουΐγουον Μπέι, ερευνητής μηχανολογίας- μηχανικής στο College of Engineering του πανεπιστημίου, ο οποίος ανέπτυξε την τεχνολογία αυτή με τον Μπρους Άπλγκεϊτ, καθηγητή επιστήμης τροφίμων στο College of Agriculture του πανεπιστημίου. «Το χρονικό αυτό πλαίσιο επιτρέπει τον καλύτερο εντοπισμό και την ταχύτερη δράση για να μην αρρωσταίνουν οι άνθρωποι» πρόσθεσε σχετικά.
Για να αποδείξουν την αποτελεσματικότητα της τεχνολογίας τους, οι ερευνητές του Purdue δοκίμασαν τη συσκευή σε τεχνητά μολυσμένα δείγματα μοσχαρίσιου κιμά από τοπικό κατάστημα: Αυτό που έκαναν ήταν να βάλουν E.coli στα δείγματα μέσω ένεσης και να χρησιμοποιήσουν τη συσκευή για την ανάλυση του δείγματος μέσα σε διάστημα 10 ορών.
Το κρέας πλένεται και εμποτίζεται με ένα υγρό εμπλουτισμού που περιέχει έναν τροποποιημένο ιό για βακτήρια. Ο ιός αυτός μολύνει τα επιβλαβή βακτήρια, έτσι ώστε όταν προστίθεται μια ειδική ουσία, τα βακτήρια εκπέμπουν φως, το οποίο εντοπίζεται από το SiPM. H συσκευή είναι ικανή να εντοπίζει παλμούς φωτός ή φωτόνια. Όπως τόνισε ο Άπλγκεϊτ, πρόκειται για μια μέθοδο που συνεπάγεται μεγαλύτερη ευαισθησία, χαμηλότερο κόστος, καλύτερη φορητότητα και άλλα πλεονεκτήματα σε σχέση με υπάρχουσες μεθόδους εντοπισμού.
Η τεχνολογία αυτή εμπορευματοποιείται από τη Phicrobe, μια startup την οποία ίδρυσε ο Άπλγκεϊτ.
Οι ασθένειες που μεταδίδονται μέσω φαγητού ευθύνονται για πολλούς θανάτους ανά τον κόσμο ετησίως, και το E. coli (ειδικά ένα ιδιαίτερα «σκληρό» στέλεχός του, το E. coli O157:H7) είναι υπεύθυνο για πολλούς από αυτούς- ως εκ τούτου οι ερευνητές του αμερικανικού πανεπιστημίου εργάζονται πάνω στην ανάπτυξη νέων τεχνολογιών για την αντιμετώπιση του φαινομένου.
Η συσκευή SiPM (silicon photomultiplier) χρησιμοποιεί χαμηλό φως, αξιοποιώντας το φαινόμενο της βιοφωταύγειας (παραγωγή φωτός από ζωντανούς οργανισμούς) για τον εντοπισμό της παρουσίας βακτηρίων που προκαλούν ασθένειες σε δείγματα τροφής. Επίσης, οι ερευνητές του Purdue δημιούργησαν ένα ηλεκτρικό κύκλωμα με έναν ενισχυτή, έναν συγκριτή και ένα micro controller για την αποστολή δεδομένων σε laptops και smartphones μέσω τεχνολογίας Bluetooth. Ακόμη, χρησιμοποίησαν τρισδιάστατη εκτύπωση (3D printing) για να σχεδιάσουν ένα φορητό «λίκνο» για το SiPM. Η σχετική έρευνα δημοσιεύτηκε στο Applied Optics.
«Σκοπός μας είναι να δημιουργήσουμε τεχνολογία και μια διαδικασία που επιτρέπει τον οικονομικό εντοπισμό των αιτίων ασθενειών που μεταδίδονται μέσω τροφής, χρησιμοποιώντας μια εύκολη, γρήγορη και αποδοτική διαδικασία» είπε ο Γιουΐγουον Μπέι, ερευνητής μηχανολογίας- μηχανικής στο College of Engineering του πανεπιστημίου, ο οποίος ανέπτυξε την τεχνολογία αυτή με τον Μπρους Άπλγκεϊτ, καθηγητή επιστήμης τροφίμων στο College of Agriculture του πανεπιστημίου. «Το χρονικό αυτό πλαίσιο επιτρέπει τον καλύτερο εντοπισμό και την ταχύτερη δράση για να μην αρρωσταίνουν οι άνθρωποι» πρόσθεσε σχετικά.
Για να αποδείξουν την αποτελεσματικότητα της τεχνολογίας τους, οι ερευνητές του Purdue δοκίμασαν τη συσκευή σε τεχνητά μολυσμένα δείγματα μοσχαρίσιου κιμά από τοπικό κατάστημα: Αυτό που έκαναν ήταν να βάλουν E.coli στα δείγματα μέσω ένεσης και να χρησιμοποιήσουν τη συσκευή για την ανάλυση του δείγματος μέσα σε διάστημα 10 ορών.
Το κρέας πλένεται και εμποτίζεται με ένα υγρό εμπλουτισμού που περιέχει έναν τροποποιημένο ιό για βακτήρια. Ο ιός αυτός μολύνει τα επιβλαβή βακτήρια, έτσι ώστε όταν προστίθεται μια ειδική ουσία, τα βακτήρια εκπέμπουν φως, το οποίο εντοπίζεται από το SiPM. H συσκευή είναι ικανή να εντοπίζει παλμούς φωτός ή φωτόνια. Όπως τόνισε ο Άπλγκεϊτ, πρόκειται για μια μέθοδο που συνεπάγεται μεγαλύτερη ευαισθησία, χαμηλότερο κόστος, καλύτερη φορητότητα και άλλα πλεονεκτήματα σε σχέση με υπάρχουσες μεθόδους εντοπισμού.
Η τεχνολογία αυτή εμπορευματοποιείται από τη Phicrobe, μια startup την οποία ίδρυσε ο Άπλγκεϊτ.
