Popcornformede guldpartikler løber op på Salmonella

Tag en ounce salat, test den i 17 timer, og resultaterne viser, om denne ingrediens i grønne salater er forurenet med Salmonella , madforgiftende bakterier, der syger millioner af mennesker hvert år. En anden traditionel test tager 72 timer at gennemføre. Hvad med en test, der identificerer Salmonella om fem minutter, så forsendelser af salat kan konfiskeres, før de når bordet?

Forskere beskrev i dag udvikling og vellykket test af netop sådan en test i en præsentation her på 243 ^rd Nationalmøde og udstilling af American Chemical Society (ACS).

Paresh C. Ray, Ph.d., der ledede forskningen, forklarede, at testen opfylder et presserende behov for en hurtigere måde at opdage Salmonella , især de multilægemiddelresistente (MDR) stammer, der forårsager den alvorligste sygdom i både mad og drikkevand. I USA, Salmonella -forurenet mad forårsager mindst 1,6 millioner tilfælde af madforgiftning årligt. Andre steder i udviklingslandene, drikkevand forurenet med MDR Salmonella forårsager frygtelige udbrud af tyfus, som rammer mindst 17 millioner mennesker årligt.

"Testen for salat kræver kun en lille prøve af salatblad, "Forklarede Ray." Det kræver ikke en uddannet laboratorietekniker at udføre testen eller læse resultaterne. Hvis farven skifter fra pink til blålig, der signalerer tilstedeværelsen af Salmonella . Testen er velegnet til brug på gårdsmarker og i fjerntliggende områder i udviklingslandene. Vi mener, at det kan have et enormt potentiale for hurtig, påvisning af patogen på stedet for at undgå distribution af forurenede fødevarer. "

For at finde bakterierne hurtigere, Ray og kolleger ved Jackson State University i Mississippi skaffede guldnanopartikler, forsvindende små guldstykker så små, at mere end 25, 000 ville passe på tværs af bredden af ​​et menneskehår. Forskerne knyttet antistoffer, molekyler, der ligner dem, der hjælper immunsystemet med at finde og bekæmpe infektioner med Salmonella , til nanopartiklerne. Set under et kraftfuldt mikroskop, guldnanopartiklerne ligner lidt enkelte stykker popcorn.

Når disse antistoffer støder på Salmonella bakterie, de fæstner sig til bakteriens ydre overflade, transporterer deres last af guld popcorn-formede nanopartikler. Pakken med nanopartikel-antistof er meget mindre end et individ Salmonella bakterie, og flere fæstner til hver bakterie. Testen, med sin pink-til-blå farveændring, opdager disse guld-nanopartikel-antistof- Salmonella strukturer, som Ray kalder "aggregater".

Fremgangsmåden har også potentiale til at dræbe MDR Salmonella , Sagde Ray.

"Når du skinner den rigtige bølgelængde af lys ind i forurenet vand, for eksempel, guldnanopartiklerne absorberer det lys og varmes op, "forklarede han." De varme partikler brænder gennem den ydre membran af Salmonella bakterie, dræber bakterierne. "

Ray og kolleger udviklede først de popcornformede partikler til at finde og bekæmpe kræft. Formen blev valgt, fordi den øger signalet til påvisning ved hjælp af noget, der kaldes Raman -spektroskopi, som ser på det lys, der afgives efter atomer eller molekyler absorberer energi. Ray forklarede, at denne detektionsmetode er nyttig i andre applikationer af partiklerne. "I videnskab, vi kalder det lynstangseffekten, "sagde Ray, beskriver, hvordan de sprøjtede "spidser" i popcornformen forstærker signalet og gør det lettere at se. Gruppen har også brugt nanopartiklerne til at påvise andre mikrober, synes godt om E coli .

På trods af guldets statur som et ædle og meget dyrt metal, kun små mængder er nødvendige, Ray bemærkede. Omkring $ 90 guld er nok til at lave gallon af opløsningen, der indeholder nanopartiklerne. Og kun et par dråber af løsningen er nødvendig søge Salmonella bakterie.

Ray sagde, at teknologien kan kommercialiseres, og et patent er under behandling. Med bekymringer over de potentielle sundheds- og miljøeffekter af mange slags nanopartikler, Rays team undersøger virkningerne af guld nanopartikler tilbage i renset vand, for eksempel. Indtil nu, de har ikke fundet nogen kortsigtet toksicitet og kontrollerer eventuel langsigtet toksicitet.