Учёные создают дешёвое устройство для определения бактерий в еде

Группа учёных из Массачусетского университета в Амхерсте создала быстрый и недорогой метод обнаружения бактерий в еде и напитках. Разработчики считают, что он будет востребован людьми, которые едят сырую пищу — свежие фрукты и овощи, а также гуманитарными организациями, работающими в полевых условиях после стихийных бедствий.

«Большая часть людей по всему миру готовят овощи перед едой, но в США много людей предпочитают есть их сырыми. Это дало нам идею создания быстрого теста, который может быть проведён дома», — рассказали разработчики в статье, опубликованной на сайте Массачусетского университета в Амхерсте. Проблема актуальна в том числе и потому, что сегодня есть бактерии, которые устойчивы ко всем популярным антибиотикам.

Обычно для подсчёта количества бактерий применяют метод посева, на который уходит порядка двух дней. Есть и более быстрые, но менее надёжные способы. Новый чип взаимодействует только с бактериями, но не с сахарами, жирами, белками или грязью в еде.

Новое устройство использует двухступенчатый метод обнаружения бактерий: оптическое и химическое тестирование. Сконструированный чип способен найти бактерии как на поверхности твердой пищи — например, на листьях шпината, так и в жидкости вроде яблочного сока. Оптический метод предполагает обнаружение 3-меркаптофенилбороновой кислоты, которая связывается с любыми бактериями. Компоненты еды убираются с помощью буфера для демаскировки с высоким pH, оставляя бактерии для их количественного подсчёта с помощью микроскопа для смартфона и приложения. Чувствительность метода позволяет обнаружить даже 100 бактерий на 1 миллилитр, в то время как другие «быстрые» решения способны найти бактерии при их количестве не менее 10 000 на 1 мл.

Химический метод использует поверхностно-усиленную рамановскую спектроскопию (SERS) — технологию, которая помогает определять раковые клеток среди большого количество здоровых и отличать поддельные картины от настоящих. Технология основана на анализе отражённых от материала лучей лазера с переменной длиной волны.

Как сообщают учёные, уже прошлым летом они тестировали оптический метод обнаружения бактерий для возможного домашнего использования с микроскопом для смартфона, которое стоит порядка $30. Приложение для смартфона разработал студент. Разработка находится в процессе патентования.

Научная статья опубликована в журнале Food Microbiology (DOI: 10.1016/j.fm.2017.11.007).