想像有一天,一位農民可以站在田地裡,在番茄上揮動手持設備並立即檢測病原體,從而可能挽救生命和數十億美元。
那一天可能不會太遠,這要歸功於 奧本大學阿拉巴馬農業實驗站.
作為 11 所大學獲得資助的大學之一 美國農業部 為了進行納米技術研究,Auburn 的科學家們正在努力改進整個食品供應鏈中的病原體監測,方法是創建一個用戶友好的系統,該系統可以同時、準確、經濟高效且快速地檢測多種食源性病原體。
美國農業部部長湯姆維爾薩克最近宣佈在全國范圍內投資超過 5.2 萬美元,以支持研究,以改善食品安全、增強可再生燃料、提高作物產量和管理農業害蟲。 該獎項是通過 農業和食品研究計劃,全國首屈一指的競爭性、同行評審的基礎和應用農業科學贈款計劃。
奧本的研究是獨一無二的,因為它使用生物而非人造納米技術來實現其目標,說 徐相進,奧本大學生物科學系副教授。
徐也是其中的一員 奧本大學檢測與食品安全中心,他認為其主任、材料工程教授 Bryan Chin 開發了作為研究基礎的生物傳感器技術。
“這是 Chin 博士的創新,他招募了像我這樣的人——一名細菌遺傳學家——來幫助將這些技術組合成一種基於粒子的生物傳感器,可用於檢測食物病原體,”Suh 說。
據估計,每年有多達 48 萬美國人因食源性病原體和毒素而生病,造成近 80 億美元的經濟負擔。 這些估計沒有考慮食品行業的成本,包括消費者信心下降、召回損失或訴訟。
隨著食源性病原體的爆發和受污染食品的召回變得越來越普遍,顯然需要更好的病原體檢測系統來識別受污染的食品,然後才能被公眾食用。
“每當食品受到污染時,FDA、CDC 或其他實驗室通常需要幾天或幾週的時間才能確認病原體的存在,”Suh 說。 “我們的技術可以在 10 分鐘內完成。
“目前,每當發生食源性病原體爆發時,他們都必須採取受污染的食物並從中培養細菌,這需要幾個小時到幾天的時間。 然後他們會看看它是否符合可疑病原體的模式。 我們分離出特定於該病原體的探針。 如果它與探針結合,那麼我們就知道存在特定的病原體。”
除了結果所需的時間長度外,當前的食品病原體檢測系統還需要昂貴的儀器和對人員的廣泛培訓。
“除了傳統的培養方法之外,兩種最流行的病原體檢測方法都需要大量培訓,”Suh 說。 “我們的方法需要最少的培訓。 我們設想每個農民都將擁有這種能力,加工廠將擁有這種能力,雜貨店和餐館將擁有這種能力。 甚至消費者也將能夠使用這項技術。”
生物傳感器將是一個手持式監視器,最終將檢測到距離設備 10 厘米遠的食物病原體的存在。
“這將允許對從農場到餐桌的食物進行安全檢查,”Suh 說。 “探測器的成本不到 500 美元,最終可以挽救數十億美元和許多生命。”
Suh 研究的一個目標是開發一個系統,該系統將允許同時實時識別多種食源性病原體,包括腸沙門氏菌、大腸桿菌和單核細胞增生李斯特菌。
“我們之前有 證明了我們的生物傳感器的功效 用於準確快速地檢測單個病原體,”Suh 說。 “在這項研究中,我們將開發一個多重系統,能夠檢測幾種常見的食源性細菌病原體的存在。
“隨著我們在未來研究中改進我們的系統,它可以擴展到包括病毒和毒素,成為任何食源性病原體的綜合檢測系統,以改善公共安全。”
Auburn 的研究團隊正在與其他大學的科學家合作使用這項技術,並有望獲得 FDA 的批准,以便在未來廣泛使用。
- 保羅·霍利斯, 奧本大學
資料來源:奧本大學農學院