כך זה עובד: מערבבים כמה בועות זעירות ומיוחדות עם נוזלים שלדעתכם עשויים להכיל חיידקי E. coli . הניחו קוד QR מתחת למנת הפטרי והפעילו את מצלמת הטלפון. אם הטלפון יכול לקרוא את הקוד, זה בטוח. אם לא, יש E. coli .
זהו ממצא המחקר שפורסם בכתב העת החדש של החברה האמריקאית לכימיקלים, Central Science . הטכניקה תלויה בעיצוב הטיפות המיקרוסקופיות, ומחבריה אומרים כי יש לה פוטנציאל להפחית באופן משמעותי את משך הזמן הנדרש לבדיקת מזון.
על פי נתוני המרכז לבקרת מחלות ומניעה משנת 1999, הרעלת מזון היא בעיה גדולה, אפילו בארה"ב, כאשר E. coli גורמת ל -73, 000 מחלות ו -60 מקרי מוות. .
"הבעיה הגדולה היא, כשאתה מייצר מזון, אם אין לך משהו שהוא בעצם בסולם הזמן של תהליך הייצור שלך, אתה צריך להחזיק את המוצר במתקן אחסון [לבדיקה], " אומר טים סווגר, פרופסור לכימיה ב- MIT וסופר המחקר. "אתה צריך משהו שהוא כמעט דקות, או אולי שעתיים, לא יום, או עשרות שעות. וכאן נמצא המצב הטכנולוגי הנוכחי ברגע זה. זה איטי מדי ויקר מאוד. "
הצוות של סווגר משלב שני סוגים של חומר בטיפות בקנה מידה מיקרוני הנקרא אמולסיות של יאנוס. הם מתחילים בשני חומרים, פחמימנים (H2O מלוכדים בפחמן, כמו שאתה מקבל גזי דלק) ופלואור פחמן (פלואור מלוכד בפחמן, חומר המשמש בתור דיג). הם מחממים את שני הנוזלים ומאלצים אותם יחד דרך תעלות קטנטנות, ומזריקים אותם למים זורמים כמו צינור המטפט בנהר. ככל שהחלקיקים מתקררים, הם יוצרים כדורים שהם חצי פחמימן, חצי פלואו-פחמן.
אל טיפות אלו מחברים המדענים חלבון מהצומח הנקרא לקטין, הנקשר לאי קולי . באופן רגיל, הצד הפלואורוכמתי הכבד יותר של הטיפות שומר עליהם ברמה, והכל עם חצי הכדור הפחמימני שלהם כלפי מעלה. במצב זה הם מתנהגים כמו עדשה באורך מוקד אינסופי; האור עובר בקו ישר. אך כאשר הליקטין נקשר, החיידקים המתחברים משנים את מאזן הטיפות וגורמים להם להטות על צדם. כשזה קורה, השבירה מפזרת אור וחוסמת את כל מה שמתחת.
משמאל, טיפות של יאנוס מבטות מלמעלה. לאחר שהטיפות נתקלות ביעד שלהם, חלבון חיידקי, הם מתכווצים זה לזה (מימין). (קיפאן ג'אנג) החוקרים בדקו טכניקה זו בכמה סוגים של E. coli שפירים, ומתכננים להרחיב את הטכניקה לחיידקים אחרים, או אפילו לסוגים אחרים של פתוגנים.
"העובדה שהם יכולים להגיב כל כך טוב, הם יכולים להטות, ואנחנו יכולים לכוון אותם מחדש והם מתנהגים כמו עדשות, ושאנחנו משתמשים בכוח המשיכה כדי ליישר אותם, אלה המון מרכיבים ממש לא שגרתיים, אבל זה גורם לממש פלטפורמה חזקה ", אומר סווגר.
ניתן ליישם את הטכנולוגיה על זנים פתוגניים, אך תצטרך מבנה מחייב שונה לכל אחד מהם, אומר ג'ון מארק קרטר, חוקר מזהמים לשעבר המזוהמים במזון ב- USDA שמתייעץ כעת באותו ענף.
"זה ממש לא קל כמו שזה נשמע", אומר קרטר. "אוכל מכיל הרבה דברים שקושרים מגוון משטחים בצורה לא ספציפית."
הוא מוסיף כי יש לאזן את הטיפות במדויק, דבר שהחוקרים הצליחו לעשות, אך זה הופך לבעייתי הרבה יותר בבדיקות בטיחות מזון בחיים האמיתיים. קרטר מופתע מכך שהחוקרים מציעים בדיקת מזון בשלב זה. "אסור באמת לדבר על אוכל עד שתבצע ניסויים באוכל", הוא אומר.
בנוסף, מגבלות הרגישות עבור E. coli במזון נמוכות בהרבה מכפי שטכניקה זו עדיין יכולה להציע. Swager הצליח לאתר את נוכחותו של E. coli כאשר ישנם כ- 10, 000 תאים לכל מ"ל של תמיסה. בשנת 2010, ה- FDA הפחית את כמות ה- E. coli הלא רעילה שהיא התירה בגבינה (מעין מגבלת תברואה כללית) מ- 100 MPN (המספר הסביר ביותר) לגרם ל- 10 MPN. בשנה שעברה סוכנה הסוכנות על כך ואמרה כי היא לא השפיעה על בריאות הציבור, אך מבחינת בטיחות המזון ורמת E. coli הרעילה, הסובלנות היא אפס. אין טכנולוגיה שיכולה לאתר תא E. coli בודד, וזו הסיבה שהסטנדרטים הנוכחיים מסתמכים על גידול מושבות בכלי.
"מספיק חיידק אחד כדי להרוג אותך, " אומר קרטר. "אם מדובר בריכוז גבוה מאוד של חיידקים אתה יכול לזהות אותו ללא הגברה. אבל כמעט כולם מגדלים אותו ... אתה צריך לגדל אותו כי אתה לא יכול לאתר חיידק אחד. "
אם הטכנולוגיה של סווגר תפוצה בתעשייה, יש לטפל בסוגיות אלה ואז לרוץ מחקרים זה לצד זה כדי להשוות אותה לסטנדרטים הנוכחיים. בהיעדר זאת, יתכנו יישומים לבקרת איכות פנימית בקרב תעשיית המזון (אם כי עדיין תהיה בעיה ברגישות לגילוי).
"לוופלי אגו היה זיכרון [בשנת 2016]. זה לא היה זיכרון ענק, אבל זו הייתה ליסטריה, "אומרת סווגר. "כשהילדים שלי היו קטנים, הייתי נותן להם וופלי אגו, והם היו יוצאים מהדלת בדרך לבית הספר. אבל אתה יודע, יש לך כזכור מוצר כזה, כמה זמן ייקח עד שההורים הולכים להאכיל את ילדיהם וופלי אגו? כך שההשלכות על המותגים הן ממש ממש גבוהות. "
