Fossiliserede alger lover løfte om forbedret test af fødevaresikkerhed

Forskere har brugt de fossiliserede rester af alger til at tage et vigtigt skridt i retning af mere følsomt at kunne opdage skadelige forurenende stoffer i fødevarer.

Resultaterne er vigtige, fordi statistikken for fødevarebårne sygdomme tegner et skarpt billede:Hvert år bliver 48 millioner mennesker syge af plettet mad, 128, 000 ender på hospitalet, og 3, 000 dør, ifølge Centers for Disease Control and Prevention.

Arbejdet af Alan Wang fra Oregon State University's College of Engineering og samarbejdspartnere i Kina involverede diatomit, som stammer fra fossiliserede cellevægge i kiselalger, og guld nanopartikler.

Kiselalger, hvis art er mere end 200, 000, har et stort potentiale for biosensering, med deres indviklede cellevægge, kendt som frustules, tilbyder lovende nanoteknologi -applikationer.

Kiselgur, Wang noter, "består hovedsageligt af hydreret biosilica med periodiske nanoporer, og det har fotoniske krystalegenskaber."

Disse funktioner gør det muligt for nanostrukturen at ændre lysets bevægelse - tænk på opalernes iriserende, perler, som diatoméfrustler er blevet sammenlignet med.

"I denne forskning, de fotoniske krystalfunktioner forbedrer optisk feltintensitet, hvilket betyder detektion med større følsomhed, "sagde Wang, lektor i el- og computerteknik.

Forskere brugte diatomit som matrix af en tyndtlagskromatografiplade og også som substrat til overfladeforbedret Raman-spredning.

Tyndtlagskromatografi, eller TLC, er en mangeårig, simpel teknologi i vid udstrækning brugt i adskillelse af små molekyler, og overfladeforbedret Raman-spektroskopi, kendt som SERS, er en detektionsplatform for kemiske og biologiske midler.

"I tandem, SERS og TLC kan skabe en effektiv metode til identifikation af kontaminanter på stedet, der er enkel og hurtig og kræver ingen kompliceret prøveforbehandling, "Sagde Wang.

Wang og forskere ved to universiteter i Kina - Liaoning Shihua University og Shandong University of Science and Technology - konstruerede et "lab on a chip" fotonisk krystalapparat, der med succes overvåger histamin i laks og tun.

"Histamin kommer fra nedbrydning af kødet, "Wang sagde." Det har ingen lugt og ingen smag og forbrug resulterer i symptomer som hovedpine og hududslæt. Frisk fisk indeholder normalt ubetydelige mængder histamin, men nogle fisk som tun og sardiner er særligt modtagelige for at producere den, hvis de ikke er korrekt opbevaret før forbrug. "

Det er ikke kun umuligt for folk at vide, om de spiser histamin, historisk set har det også været svært at opdage det videnskabeligt.

"I løsningen er det meget let, men begravet i mad er det meget svært simpelthen på grund af al baggrundsinterferens som følge af kødets komplicerede komponenter, "sagde han." Proteiner, fedtstoffer, kulhydrater, de skjuler alle histaminsignalet, når du forsøger at opdage det. "

Men diatomites fotoniske krystalegenskaber fungerer som en innovativ, kraftig forstærker til optisk detektion.

"Guldnanopartiklerne og diatomitlaget leverer næsten 10 gange SERS -signalintensiteten sammenlignet med en almindelig silicagelkromatografiplade, "Sagde Wang." Vi lavede en enkel og billig enhed til at isolere og identificere forurenende stoffer. Denne chip-enhed kan anvendes som en billig og robust biosensor til overvågning af forskellige skadelige ingredienser i madprøver. "