Isipin ang isang araw na ang isang magsasaka ay maaaring tumayo sa isang bukid, iwagayway ang isang handheld device sa ibabaw ng isang kamatis at agad na makakita ng mga pathogen, na posibleng magligtas ng mga buhay at bilyun-bilyong dolyar.
Maaaring hindi na malayo ang araw na iyon, salamat sa pagsasaliksik na isinagawa ng Alabama Agricultural Experiment Station sa Auburn University.
Bilang isa sa 11 unibersidad na iginawad ng mga gawad ng US Department of Agriculture upang magsagawa ng pananaliksik sa nanotechnology, ang mga siyentipiko ng Auburn ay nagsusumikap na pahusayin ang pagsubaybay sa pathogen sa buong food supply chain sa pamamagitan ng paglikha ng isang user-friendly na sistema na maaaring makakita ng maraming pathogens na dala ng pagkain nang sabay-sabay, tumpak, epektibo sa gastos at mabilis.
Ang Kalihim ng USDA na si Tom Vilsack ay nag-anunsyo kamakailan ng isang pamumuhunan na higit sa $5.2 milyon sa buong bansa upang suportahan ang pananaliksik upang mapabuti ang kaligtasan ng pagkain, mapahusay ang mga renewable fuel, pataasin ang mga ani ng pananim at pamahalaan ang mga peste sa agrikultura. Ang mga parangal ay ginawa sa pamamagitan ng Inisyatiba sa Pananaliksik sa Agrikultura at Pagkain, ang nangungunang mapagkumpitensya, peer-reviewed na programa ng mga gawad para sa mga pangunahing at inilapat na agham sa agrikultura.
Ang pananaliksik ni Auburn ay natatangi sa paggamit nito ng biyolohikal kaysa sa ginawa ng tao na nanotechnology upang magawa ang mga layunin nito, sabi Sang-Jin Suh, associate professor sa Auburn's Department of Biological Sciences.
Si Suh ay miyembro din ng Auburn University Detection at Food Safety Center, at kinikilala niya ang direktor nito, si Bryan Chin, isang propesor sa engineering ng mga materyales, sa pagbuo ng teknolohiyang biosensor na siyang batayan para sa pananaliksik.
"Ito ang inobasyon ni Dr. Chin, at nag-recruit siya ng mga taong tulad ko—isang bacterial geneticist—upang tumulong na pagsamahin ang mga teknolohiyang ito sa isang particle-based biosensor na maaaring magamit upang makita ang mga pathogen ng pagkain," sabi ni Suh.
Tinataya na kasing dami ng 48 milyong Amerikano ang nagkakasakit taun-taon dahil sa mga pathogens at lason na dala ng pagkain, na nagreresulta sa halos $80 bilyong pasanin sa ekonomiya. Ang mga pagtatantya na ito ay hindi isinasaalang-alang ang mga gastos sa industriya ng pagkain, kabilang ang pinababang kumpiyansa ng mamimili, pagkalugi sa pagpapabalik o paglilitis.
Dahil naging mas karaniwan ang mga outbreak ng foodborne pathogens at pag-alala ng mga kontaminadong pagkain, naging maliwanag na kailangan ng mas mahusay na mga pathogen detection system upang matukoy ang kontaminadong pagkain bago ito kainin ng publiko.
"Sa tuwing nahawahan ang pagkain, kadalasang tumatagal ang FDA, CDC o iba pang mga lab na araw o linggo upang kumpirmahin ang pagkakaroon ng mga pathogen," sabi ni Suh. "Ang aming teknolohiya ay maaaring gawin ito sa mas mababa sa 10 minuto.
“Sa kasalukuyan, tuwing may foodborne pathogen outbreak, kailangan nilang kunin ang kontaminadong pagkain at lumaki ang bacteria mula rito, na nangangailangan ng ilang oras hanggang ilang araw. Pagkatapos ay makikita nila kung ito ay akma sa pattern ng isang pinaghihinalaang pathogen. Ibinubukod namin ang mga probe na partikular para sa pathogen na iyon. Kung ito ay nagbubuklod sa probe, alam natin na ang partikular na pathogen ay naroroon."
Bilang karagdagan sa haba ng oras na kinakailangan para sa mga resulta, ang kasalukuyang mga sistema ng pagtuklas ng pathogen ng pagkain ay nangangailangan ng mga mamahaling instrumento at malawak na pagsasanay para sa mga tauhan.
"Ang dalawang pinakasikat na paraan ng pag-detect ng mga pathogen, maliban sa tradisyonal na paraan ng pag-kultura, ay nangangailangan ng malawak na pagsasanay," sabi ni Suh. "Ang aming pamamaraan ay mangangailangan ng minimum na pagsasanay. Inaasahan namin na ang bawat magsasaka ay magkakaroon ng kakayahang ito, ang mga halaman sa pagproseso ay magkakaroon ng kakayahang ito at ang mga grocer at restaurant ay magkakaroon ng kakayahang ito. Kahit na ang mga mamimili ay magagamit ang teknolohiyang ito."
Ang biosensor ay magiging isang handheld monitor na sa kalaunan ay matutukoy ang pagkakaroon ng isang pathogen ng pagkain hanggang 10 sentimetro ang layo mula sa device.
"Ito ay magbibigay-daan para sa mga pagsusuri sa kaligtasan sa pagkain mula sa bukid hanggang sa mesa," sabi ni Suh. "Ang detektor ay nagkakahalaga ng mas mababa sa $500 at sa kalaunan ay makapagliligtas ng bilyun-bilyong dolyar at maraming buhay."
Ang layunin ng pananaliksik ni Suh ay bumuo ng isang sistema na magbibigay-daan para sa sabay-sabay na pagkakakilanlan ng maraming pathogens na dala ng pagkain sa real time, kabilang ang Salmonella enterica, Escherichia coli at listeria monocytogenes.
“Meron kami dati ipinakita ang bisa ng aming mga biosensor para sa tumpak at mabilis na pagtuklas ng mga indibidwal na pathogens, "sabi ni Suh. "Sa pag-aaral na ito, bubuo tayo ng multiplex system na may kakayahang makita ang pagkakaroon ng ilang karaniwang foodborne bacterial pathogens.
"Habang pinapabuti namin ang aming sistema sa mga pag-aaral sa hinaharap, maaari itong palawakin upang isama ang mga virus at lason upang maging isang komprehensibong sistema ng pagtuklas para sa anumang mga pathogen na dala ng pagkain upang mapabuti ang kaligtasan ng publiko."
Ang pangkat ng mga mananaliksik ni Auburn ay nakikipagtulungan sa mga siyentipiko sa ibang mga unibersidad upang gamitin ang teknolohiyang ito at sana ay makakuha ng pag-apruba ng FDA para sa malawakang paggamit sa hinaharap.
- Paul Hollis, Auburn University
Pinagmulan: Auburn University College of Agriculture