Laboratorium w kieszeni - nanosensor i smartfon jako nowa broń w kontroli jakości żywności

Walka z czasem przy wykrywaniu patogenów pokarmowych definiuje dziś standardy bezpieczeństwa w przemyśle spożywczym, gdzie każda minuta opóźnienia w diagnozie może generować olbrzymie ryzyko. Patogeny takie jak Escherichia coli O157:H7 czy Salmonella stanowią ciągłe ryzyko. Tradycyjne metody diagnostyczne, jak PCR czy ELISA, mimo swojej wiarygodności, często przegrywają z czasem i czułością – ich limity detekcji sięgają tysięcy, a nawet dziesiątek tysięcy komórek bakteryjnych, a sama analiza wymaga transportu próbek i wielogodzinnego oczekiwania. To realia, które nie przystają do potrzeby podejmowania decyzji niemal w czasie rzeczywistym.

Wyobraźmy sobie jednak narzędzie, które przenosi zaawansowaną analitykę wprost na linię produkcyjną. Narzędzie, które w ciągu zaledwie 10 minut dostarcza precyzyjnej odpowiedzi na pytanie o obecność patogenów, i to z czułością przewyższającą standardowe metody nawet stukrotnie. Takie właśnie rozwiązanie prezentują naukowcy w postaci innowacyjnego biosensora elektrochemicznego, który łączy w sobie zaawansowaną nanotechnologię z prostotą i mobilnością.

Sercem urządzenia są hybrydowe nanokompozyty, które działają jak superczułe detektory, precyzyjnie "wyłapujące" poszukiwane patogeny. W uproszczeniu, próbkę (np. z mleka) nanosi się na specjalny pasek testowy. Jeśli obecne są w niej docelowe bakterie, zostają one schwytane w "kanapkową" strukturę przez nanokompozyty, co generuje mierzalny sygnał elektrochemiczny. Siła tego rozwiązania tkwi w jego parametrach, które stanowią odpowiedź na kluczowe bolączki branży:

• Niezrównana szybkość i czułość: Czas detekcji wynoszący zaledwie 10 minut deklasuje inne metody, a limit wykrywalności na poziomie zaledwie 21-25 komórek bakteryjnych na mililitr jest od jednego do dwóch rzędów wielkości lepszy niż w konwencjonalnych testach.
• Wiarygodność w warunkach przemysłowych: Skuteczność biosensora została potwierdzona w testach na próbkach mleka, gdzie wykazano doskonałą precyzję i spójność wyników.
• Wysoka specyficzność: Urządzenie precyzyjnie identyfikuje E. coli O157:H7 i Salmonellę, ignorując inne, powszechnie występujące bakterie, takie jak Listeria monocytogenes czy Staphylococcus aureus. Eliminuje to ryzyko kosztownych fałszywych alarmów i niepotrzebnych wstrzymań produkcji.

Prawdziwą rewolucją jest jednak pełna integracja z urządzeniami mobilnymi. Ręczna stacja elektrochemiczna łączy się ze smartfonem poprzez Bluetooth, co umożliwia nie tylko natychmiastowy odczyt wyniku, ale także jego zapis i eksport danych do dalszej analizy. To technologicznie transformacyjne rozwiązanie dla testów w miejscu opieki (Point-of-Care Testing), które oddaje potężne narzędzie analityczne bezpośrednio w ręce personelu na hali produkcyjnej. Dla kadry zarządzającej oznacza to możliwość wdrożenia zdecentralizowanego, błyskawicznego systemu kontroli jakości, co pozwala na optymalizację procesów, minimalizację ryzyka i błyskawiczne zarządzanie w sytuacjach kryzysowych.

Źródło: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1567539425001604?via%3Dihub​