Новое изобретение ученых из Массачусетского технологического института (MIT) позволит упростить тестирование продуктов питания на наличие в них кишечной палочки. Бактерия Escherichia coli O157 является причиной пищевых отравлений. В интервью порталу Phys.org ученые заявили, что их изобретение поможет производителям убеждаться в безопасности продуктов прежде, чем отправлять их на прилавки.
Наличие бактерий будет можно определить с помощью смартфона или даже невооруженным глазом. Ученые полагают, что их метод станет более быстрым и дешевым, нежели существующие способы тестирования безопасности пищевых продуктов. Исследование опубликовано в журнале ACS Central Science.
Метод, предложенный MIT, основан на новом типе капель, которые могут прикрепляться к белкам бактерий. В их состав входят так называемые частицы Януса (наночастицы, обладающие различными свойствами составляющих их частей). Они состоят из двух одинаковых по размеру полушарий: одно из флюорокарбона, другое - из гидрокарбона. Флюорокарбон плотнее, чем гидрокарбон, поэтому, когда капли попадают на какую-либо поверхность, флюорокарбон всегда будет находится снизу.
Капли обладают уникальными оптическими свойствами. В естественном состоянии эмульсия прозрачна, если смотреть на нее сверху, однако капли выглядят непрозрачными сбоку из-за преломления света, проходящего через каплю вещества. Новый тип капель получили два года назад в лаборатории профессора химии Тимоти Свагера (Timothy Swager), основного автора нового исследования.
Чтобы превратить капли в датчики, обнаруживающие бактерии, исследователи разработали молекулу поверхностно-активного вещества, которая обладает свойством прикрепляться к гидрокарбоновой половине капли. Эти молекулы способны связываться с лектином - белком, который находится на поверхности некоторых штаммов кишечной палочки. Если капли "найдут" в тестируемом продукте кишечную палочку, они станут непрозрачными.
Ученые отметили, что явление можно зафиксировать точнее с помощью программы для чтения QR-кодов на смартфоне. Сейчас проверка безопасности пищевых продуктов часто включает в себя помещение образцов еды в чашки Петри (лабораторные сосуды), где можно увидеть, образуют ли вредные бактерии колонии. Этот процесс занимает от двух до трех дней. Исследователи предложили размещать под чашку Петри QR-код. Если в еде присутствуют бактерии Escherichia coli, из-за реакции капель его будет невозможно считать.
Из-за отравления пищей, зараженной кишечной палочкой, в США ежегодно фиксируют 73 тыс. случаев заболевания и 60 смертей. Как полагают авторы разработки, эмульсия может применяться для определения других вредных бактерий. Они планируют создать капли с более сложными сахарами, которые будут вступать в реакцию с различными бактериальными белками.
По данным ВОЗ, последняя крупная вспышка инфекций пищевого происхождения, вызванная Escherichia coli, наблюдалась в Европе в 2011 году. Притом что большинство штаммов этой бактерии безвредны, некоторые из них, например энтерогеморрагическая Escherichia coli (STEC), могут вызывать тяжелые болезни. Эта бактерия попадает в организм человека главным образом при употреблении зараженных пищевых продуктов, например не прошедших достаточную тепловую обработку мясного фарша, сырого молока и загрязненных сырых овощей.
Материал предоставлен проектом "+1".