Neem een ​​ons sla, test het gedurende 17 uur, en de resultaten laten zien of dat basisingrediënt in groene salades besmet is met Salmonella , de voedselvergiftigingsbacteriën die jaarlijks miljoenen mensen ziek maken. Een andere traditionele test duurt 72 uur om te voltooien. Wat dacht je van een test die identificeert? Salmonella binnen vijf minuten, zodat ladingen sla in beslag kunnen worden genomen voordat ze op tafel komen?

Wetenschappers hebben vandaag de ontwikkeling en het succesvol testen van zo'n test beschreven in een presentatie hier op de 243 ^rd Nationale bijeenkomst en expositie van de American Chemical Society (ACS).

Paresh C. Ray, doctoraat, die het onderzoek leidde, legde uit dat de test voorziet in een dringende behoefte aan een snellere manier om te detecteren Salmonella , vooral de meervoudig resistente (MDR) stammen die de ernstigste ziekte veroorzaken in zowel voedsel als drinkwater. In de VS, Salmonella -besmet voedsel veroorzaakt jaarlijks minstens 1,6 miljoen gevallen van voedselvergiftiging. Elders in de derde wereld, drinkwater verontreinigd met MDR Salmonella veroorzaakt vreselijke uitbraken van buiktyfus, die jaarlijks minstens 17 miljoen mensen treft.

"De test voor sla vereist slechts een klein stukje slablad, Ray legde uit. "Er is geen getrainde laboratoriumtechnicus voor nodig om de test uit te voeren of de resultaten te lezen. Als de kleur verandert van roze naar blauwachtig, dat signaleert de aanwezigheid van Salmonella . De test is geschikt voor gebruik op landbouwvelden en in afgelegen gebieden in ontwikkelingslanden. We denken dat het een enorm potentieel heeft voor snelle, on-site pathogeendetectie om de verspreiding van besmet voedsel te voorkomen."

Om de bacteriën sneller te vinden, Ray en collega's van de Jackson State University in Mississippi schakelden gouden nanodeeltjes in, verdwijnend kleine stukjes goud zo klein dat meer dan 25, 000 zou passen over de breedte van een mensenhaar. De onderzoekers bevestigden antistoffen, moleculen die vergelijkbaar zijn met de moleculen die het immuunsysteem helpen om infecties te vinden en te bestrijden Salmonella , naar de nanodeeltjes. Onder een krachtige microscoop bekeken, de gouden nanodeeltjes lijken een beetje op losse stukjes popcorn.

Wanneer deze antilichamen elkaar tegenkomen Salmonella bacteriën, ze hechten aan het buitenoppervlak van de bacteriën, met hun lading gouden popcornvormige nanodeeltjes mee. Het nanodeeltjes-antilichaampakket is veel kleiner dan een individu Salmonella bacterie, en meerdere hechten aan elke bacterie. De test, met zijn roze-naar-blauwe kleurverandering, detecteert die gouden nanodeeltjes-antilichaam- Salmonella structuren, die Ray 'aggregaten' noemt.

De aanpak heeft ook potentieel voor het doden van MDR Salmonella , zei Ray.

"Als je de juiste golflengte van licht in vervuild water laat schijnen, bijvoorbeeld, de gouden nanodeeltjes absorberen dat licht en worden warm, " legde hij uit. "Die hete deeltjes branden door het buitenste membraan van de Salmonella bacteriën, het doden van de bacteriën."

Ray en collega's ontwikkelden eerst de popcornvormige deeltjes om kanker te vinden en te bestrijden. De vorm is gekozen omdat het het signaal voor detectie versterkt met behulp van iets dat Raman-spectroscopie wordt genoemd, die kijkt naar het licht dat wordt afgegeven nadat atomen of moleculen energie hebben geabsorbeerd. Ray legde uit dat deze detectiemethode bruikbaar is bij andere toepassingen van de deeltjes. "In de wetenschap, we noemen dat het bliksemafleidereffect, " zei Ray, beschrijft hoe de gespreide "tips" van de popcornvorm het signaal versterken en het gemakkelijker maken om te zien. De groep heeft de nanodeeltjes ook gebruikt om andere microben te detecteren, Leuk vinden E coli .

Ondanks de status van goud als een kostbaar en zeer kostbaar metaal, er zijn slechts kleine hoeveelheden nodig, merkte Ray op. Ongeveer $ 90 aan goud is genoeg om gallons te maken van de oplossing die de nanodeeltjes bevat. En er zijn maar een paar druppels van de oplossing nodig, zoek het uit Salmonella bacteriën.

Ray zei dat de technologie gecommercialiseerd kan worden, en er is een patent aangevraagd. Met zorgen over de mogelijke gezondheids- en milieueffecten van vele soorten nanodeeltjes, Ray's team onderzoekt de effecten van gouden nanodeeltjes die achterblijven in gezuiverd water, bijvoorbeeld. Tot dusver, ze hebben geen toxiciteit op korte termijn gevonden en zullen eventuele toxiciteit op lange termijn controleren.