Begini bagaimana ia berfungsi: Campurkan beberapa gelembung buatan khas dengan cecair yang anda rasa mungkin mengandungi bakteria E. coli . Letakkan kod QR di bawah petri dish, dan hidupkan kamera telefon anda. Jika telefon boleh membaca kod tersebut, selamat. Jika tidak, terdapat E. coli .
Inilah hasil penyelidikan yang diterbitkan dalam jurnal baru American Chemical Society, Pusat Sains . Teknik ini bergantung kepada reka bentuk titisan mikroskopik, dan pengarangnya mengatakan ia mempunyai potensi untuk mengurangkan jumlah masa yang diperlukan untuk menguji makanan.
Keracunan makanan adalah masalah besar, walaupun di Amerika Syarikat, dengan E. coli menyebabkan 73, 000 penyakit dan 60 kematian setahun, menurut Data Kawalan dan Pencegahan Penyakit Pusat dari tahun 1999. Ia asas, tetapi mempercepat pengujian bermakna lebih banyak pengujian dilakukan .
"Masalah besar ialah apabila anda mengeluarkan makanan, jika anda tidak mempunyai sesuatu yang pada dasarnya pada skala masa proses pembuatan anda, anda perlu memegang produk di dalam kemudahan penyimpanan [untuk ujian], " kata Tim Swager, seorang profesor kimia di MIT dan pengarang kajian. "Anda memerlukan sesuatu yang hampir beberapa minit, atau mungkin beberapa jam, bukan sehari, atau puluhan jam. Dan itulah keadaan teknologi sekarang. Ini terlalu perlahan, dan sangat mahal. "
Pasukan Swager menggabungkan dua jenis bahan ke titisan mikron yang dipanggil emulsi Janus. Mereka bermula dengan dua bahan, hidrokarbon (H2O terikat dengan karbon, seperti yang anda dapatkan dalam gas bahan bakar) dan fluorokarbon (fluorin terikat dengan karbon, bahan yang digunakan dalam talian pancing). Mereka memanaskan kedua-dua cecair itu, dan memaksa mereka bersama-sama melalui saluran kecil, menyuntikkan mereka ke dalam aliran air seperti pembuangan paip di sungai. Apabila zarah sejuk, mereka membentuk sfera yang separuh hidrokarbon, setengah fluorokarbon.
Untuk titisan ini, para saintis melampirkan protein tumbuhan yang dipanggil lectin, yang mengikat E. coli . Biasanya, bahagian fluorokarbon yang lebih berat daripada titisan menjadikannya tahap, semuanya dengan hemisfera hidrokarbon mereka menghadap ke atas. Dalam keadaan itu, mereka bertindak seperti lensa dengan panjang fokus tak terhingga; cahaya bergerak melalui garis lurus. Tetapi apabila lectin mengikat, bakteria yang melekat mengubah baki titisan, menyebabkan mereka menjadi tip di sisinya. Apabila itu berlaku, pembiasan menyalakan cahaya, menghalang apa yang di bawahnya.
Di sebelah kiri, tetesan Janus dilihat dari atas. Setelah titisan menemui target mereka, protein bakteria, mereka bergumpal bersama (kanan). (Qifan Zhang) Para penyelidik telah menguji teknik ini pada beberapa jenis E. coli jinak, dan merancang untuk mengembangkan teknik ini kepada bakteria lain, atau bahkan jenis patogen lain.
"Hakikatnya mereka boleh bertindak balas dengan baik, mereka boleh condong, dan kita boleh mengubahnya dan mereka berkelakuan seperti lensa, dan kita menggunakan graviti untuk menyelaraskan mereka, ini adalah bahan-bahan yang sangat luar biasa, tetapi ia menjadikannya benar-benar platform yang kuat, "kata Swager.
Memohon teknologi untuk strain patogen boleh dilaksanakan, tetapi anda memerlukan struktur mengikat yang berbeza untuk setiap orang, kata John Mark Carter, bekas penyelidik bahan pencemar makanan di USDA yang kini berunding dalam industri yang sama.
"Ia tidak semudah itu, " kata Carter. "Makanan mengandungi banyak perkara yang mengikat pelbagai permukaan tanpa spesifik."
Beliau menambah bahawa titisan mesti seimbang dengan tepat, yang mana penyelidik dapat lakukan, tetapi ia menjadi lebih bermasalah dalam ujian keselamatan makanan kehidupan sebenar. Carter terkejut bahawa penyelidik mencadangkan ujian makanan pada ketika ini. "Anda tidak sepatutnya bercakap tentang makanan sehingga anda melakukan eksperimen dengan makanan, " katanya.
Selain itu, had sensitiviti untuk E. coli dalam makanan jauh lebih rendah daripada teknik yang masih boleh ditawarkan. Swager dapat mengesan kehadiran E. coli apabila terdapat kira-kira 10, 000 sel per larutan mL. Pada tahun 2010, FDA mengurangkan jumlah E. coli yang tidak beracun yang dibenarkan dalam keju (sejenis had sanitasi umum) dari 100 MPN (nombor paling mungkin) setiap gram hingga 10 MPN. Pada tahun lalu, agensi itu telah menolaknya, mengatakan ia tidak memberi kesan kepada kesihatan awam, tetapi untuk keselamatan makanan dan toksik E. coli, toleransi adalah sifar. Tidak ada teknologi yang dapat mengesan sel E. coli tunggal, itulah sebabnya piawaian sekarang bergantung pada koloni yang semakin meningkat dalam hidangan.
"Satu bakteria sudah cukup untuk membunuh anda, " kata Carter. "Jika ia adalah kepekatan bakteria yang sangat tinggi, anda boleh mengesannya tanpa penguatan. Tetapi hampir semua orang membesar ... anda perlu membesar, kerana anda tidak dapat mengesan satu bakteria. "
Sekiranya teknologi Swager menjadi semakin meluas dalam industri, isu-isu ini mesti ditangani, dan kemudian kajian sampingan dijalankan untuk membandingkannya dengan standard semasa. Tidak semestinya, terdapat aplikasi untuk kawalan kualiti dalaman di kalangan industri makanan (walaupun kepekaan pengesanan masih menjadi masalah).
"Eggo wafel telah menarik balik [pada 2016]. Ia bukan penarikan balik yang besar, tetapi ia adalah listeria, "kata Swager. "Apabila anak-anak saya kecil, saya biasa memberi mereka wafel Eggo, dan mereka akan keluar pintu ke sekolah. Tetapi anda tahu, anda mempunyai produk yang menarik seperti itu, berapa lama masa sebelum ibu bapa akan memberi makan kepada anak-anak mereka Eggo wafel? Jadi implikasi kepada jenama juga sangat tinggi. "
