Laagenergetische röntgenstralen kunnen materialen steriliseren, een potentieel goedkoop en effectief alternatief bieden voor de huidige technieken, A*STAR-onderzoekers hebben aangetoond.

Het effect van de röntgenstralen op bacteriën wanneer ze zich in een sporentoestand bevinden, een slapende toestand waarin ze in staat zijn om zware omstandigheden te overleven, werd onderzocht door Derrick Yong en collega's van het Singapore Institute of Manufacturing Technology, in samenwerking met onderzoekers van andere Singaporese universiteiten.

Ze toonden aan dat verrassend lage doses röntgenstralen sporen kunnen doden:maar dat de röntgenstralen ook sporen kunnen activeren. Het finetunen van de procedure staat centraal. "Als de blootstelling lang genoeg is, kunnen we alle sporen doden, inclusief degenen die we onbedoeld wakker maken, " zegt Yong.

Yong legt uit dat de onderzoeken zijn ingegeven door gesprekken met lokale fabrikanten, die streven naar verbeterde sterilisatieprocessen tijdens de productie en het gebruik van medische apparatuur en in de voedingsindustrie.

"We stellen ons sterilisatie meestal voor als extreme omstandigheden zoals hoge temperaturen, giftige chemicaliën of dodelijke stralingsbronnen, " zegt Yong. Een alternatief, het onderzoek suggereert, is dat een kleine en risicoarme röntgenbron op tafelblad het werk gemakkelijker en tegen lagere kosten zou kunnen doen.

De onderzoekers begonnen met het afvuren van röntgenstralen met verschillende energieën op de bacterie Bacillus pumilus, een sporenvormende bacterie die veel voorkomt in de bodem.

De eerste resultaten zorgden voor een verontrustende verrassing. "Toen we naar de gegevens keken, begrepen we niet waarom we meer bacteriën kregen dan waarmee we begonnen, " zegt Yong. De onderzoekers gingen ervan uit dat er een fout in het experiment moest zijn geweest, maar toen ze het proces herhaalden, hetzelfde gebeurde.

"Dit heeft ons enthousiast gemaakt, ", voegt Yong toe.

Nader onderzoek wees uit dat kortdurende blootstelling de sporen 'wakker maakte' in plaats van ze te doden. Maar toen kwam er een tweede en veel nuttiger verrassing. In runs van langere duur waren de röntgenstralen met lagere energie effectiever in het doden van de sporen dan stralen met hogere energie. Dit was de cruciale doorbraak die de nieuwe, veiliger en handiger sterilisatiesysteem.

Er is meer werk nodig om te leren hoe de röntgenstralingsenergieën zo laag mogelijk kunnen worden gehouden, terwijl de blootstellingsduur wordt aangepast om ervoor te zorgen dat alle bacteriesporen en vrijlevende bacteriën worden gedood. Yong meldt dat ze het systeem al hebben getest op gedroogde voedingsproducten en kleine medische hulpmiddelen. "We werken ook aan nieuwe manieren om de röntgenstralen te genereren en methoden om het hele proces te versnellen en op te schalen, " hij voegt toe.