Door voedsel overgedragen ziekten treft elk jaar ongeveer één op de zes mensen in de Verenigde Staten. De Centers for Disease Control and Prevention schatten dat 48 miljoen mensen in de VS ziek worden door een of meer van de 31 erkende ziekteverwekkers, waaronder E. coli O157:H7, een bijzonder agressieve stam van E. coli.

Onderzoekers van Purdue University hebben gewerkt aan de ontwikkeling van nieuwe technologieën om de verspreiding van door voedsel overgedragen ziekten te stoppen, die 3 doden, 000 mensen per jaar, door ze efficiënter te detecteren. Ze hebben een op bioluminescentie gebaseerde test ontwikkeld in combinatie met een draagbaar apparaat dat werkt met smartphones en laptops om ter plaatse te testen op schadelijke E. coli in voedselmonsters.

Het silicium fotomultiplier (SiPM)-apparaat gebruikt weinig licht van de bioluminescentietest om de aanwezigheid van bacteriën die door voedsel overgedragen ziekten veroorzaken in voedselmonsters te detecteren. Het Purdue-team creëerde ook een elektrisch circuit met een versterker, comparator en microcontroller om de gegevens via Bluetooth-technologie naar laptops en smartphones te sturen. Ze gebruikten 3D-printen om een ​​draagbare houder voor de SiPM te ontwerpen. Het onderzoek is gepubliceerd in de januari-editie van: Toegepaste optica .

"Ons doel is om technologie en een proces te ontwikkelen waarmee op een kosteneffectieve manier de oorzaken van door voedsel overgedragen ziekten kunnen worden opgespoord met behulp van een eenvoudige, doelmatig en efficiënt proces, " zei Euiwon Bae, een senior onderzoeker werktuigbouwkunde aan Purdue's College of Engineering, die de technologie samen met Bruce Applegate ontwikkelde, een professor in de voedingswetenschap in Purdue's College of Agriculture. "Dit tijdsbestek zorgt voor een betere geïntegreerde detectie en snellere actie om te voorkomen dat meer mensen ziek worden."

Om het proof of concept te tonen, het Purdue-team testte het apparaat met kunstmatig besmette monsters van rundergehakt uit een plaatselijke supermarkt. Ze injecteerden E. coli in de rundvleesmonsters en gebruikten vervolgens hun apparaat om het monster binnen 10 uur na inoculatie te analyseren.

Het rundvlees wordt gespoeld en geïncubeerd met een verrijkingsvloeistof die een gemodificeerde faag bevat, een virus voor bacteriën. De faag infecteert vervolgens schadelijke door voedsel overgedragen bacteriën, zodat wanneer een substraat wordt toegevoegd, de bacteriën zenden licht uit, die wordt gedetecteerd door de SiPM. Het apparaat kan lichtpulsen of fotonen tellen.

"Onze test biedt een hogere gevoeligheid, lagere kost, betere draagbaarheid en andere duidelijke voordelen in vergelijking met bestaande detectiemethoden, ' zei Applegate.