Bærbar enhed belyser vejen til bedre opdagelse af fødevarebårne sygdomme

Fødevarebåren sygdom rammer cirka hver sjette person i USA hvert år. Centers for Disease Control and Prevention anslår, at 48 millioner mennesker i USA bliver syge på grund af en eller flere af 31 anerkendte patogener, herunder E. coli O157:H7, en særlig hård stamme af E. coli.

Forskere ved Purdue University har arbejdet på at udvikle nye teknologier til at hjælpe med at stoppe spredningen af ​​fødevarebårne sygdomme, som dræber 3, 000 mennesker om året, ved at opdage dem mere effektivt. De har udviklet en bioluminescensbaseret analyse kombineret med en bærbar enhed, der arbejder med smartphones og bærbare computere for at foretage test på stedet for skadelige E. coli i madprøver.

Siliciumfotomultiplikatoren (SiPM) -enheden anvender svagt lys fra den bioluminescerende analyse til at detektere tilstedeværelsen af ​​bakterier, der forårsager fødevarebåren sygdom i madprøver. Purdue -teamet oprettede også et elektrisk kredsløb med en forstærker, komparator og mikrocontroller til at sende data til bærbare computere og smartphones via Bluetooth -teknologi. De brugte 3D-udskrivning til at designe en bærbar vugge til SiPM. Forskningen er offentliggjort i januarudgaven af Anvendt optik .

"Vores mål er at skabe teknologi og en proces, der giver mulighed for omkostningseffektiv påvisning af årsagerne til fødevarebåren sygdom ved hjælp af en let, hensigtsmæssig og effektiv proces, "sagde Euiwon Bae, en senior forsker inden for maskinteknik i Purdue's College of Engineering, der udviklede teknologien sammen med Bruce Applegate, en professor i fødevarevidenskab i Purdue's College of Agriculture. "Denne tidsramme giver mulighed for bedre integreret detektion og hurtigere handling for at forhindre flere i at blive syge."

For at vise beviset på konceptet, Purdue -teamet testede enheden med kunstigt forurenede prøver af hakket oksekød fra en lokal købmand. De injicerede E. coli i oksekødsprøverne og brugte derefter deres enhed til at analysere prøven inden for 10 timer efter podning.

Oksekødet skylles og inkuberes med en berigelsesvæske, der indeholder en modificeret fag, en virus mod bakterier. Fagen inficerer derefter skadelige fødevarebårne bakterier, så når et substrat tilføjes, bakterierne udsender lys, som detekteres af SiPM. Enheden er i stand til at tælle lysimpulser eller fotoner.

"Vores assay giver højere følsomhed, lavere omkostninger, bedre bærbarhed og andre tydelige fordele i forhold til eksisterende detektionsmetoder, "Sagde Applegate.