Чтобы повысить безопасность пищевых продуктов, группа исследователей Concordia разработала новую, недорогую, надежную и удобную для потребителя технологию, которая определяет наличие токсина путресцина в говядине. Как следует из его названия, путресцин ответственен за неприятный запах разлагающегося мяса, и, если употреблять его в

большие дозы могут вызвать головные боли, рвоту, диарею и учащенное сердцебиение. Это также было связано с более высоким риском развития колоректального рака.

Исследователи объясняют, как они разработали синтетический биосенсор на бумажной основе, в журнале Применяемые биоматериалы используя белок, найденный в природе.

"Создание быстрого и простого в использовании биосенсора, позволяющего людям проверять качество пищи, которую они едят, расширяет возможности", - говорит ведущий автор Алаа Селим, 22-летняя магистр, в настоящее время получающая докторскую степень в Организации по вакцинам и инфекционным заболеваниям Университета Саскачевана. "Мы хотели создать устройство, которым мог бы пользоваться каждый, которое было бы одноразовым и не содержало токсичных материалов".

Среди ее соавторов - ее бывшие коллеги-аспиранты из лаборатории микрофлюидики Ши Джеймс Перри, Мохаммед Наср и Джей Пимприкар, а также Стив Ши, адъюнкт-профессор электротехники и вычислительной техники.

Результаты улучшаются с течением времени

Технология, лежащая в основе датчика, основана на бесклеточном синтезе белка, который производит белок, используя биологический механизм клетки, фактически не используя живую клетку. Исследователи обнаружили, что белок-репрессор путресцина клетка, найденный в E. coli бактерии, могут быть использованы для указания на присутствие путресцина.

В лабораторном тесте путресцин был добавлен в бесклеточную систему, которая производила репрессор в растворе, и помещен на бумажное устройство, чтобы посмотреть, смогут ли исследователи визуально увидеть присутствие путресцина в ультрафиолетовом свете. Через час исследователи обнаружили, что биосенсор обнаруживает присутствие путресцина; через четыре часа они были уверены, что их показания были очень точными.

Затем они приступили к тестированию реальных образцов мяса. Небольшие кусочки говядины, хранившиеся в морозильной камере, в холодильнике и при комнатной температуре, сравнивались, чтобы определить, сколько путресцина накопилось за несколько дней. Как и ожидалось, образцы из морозильной камеры и холодильника содержали очень низкий уровень путресцина, в то время как образцы, хранящиеся при комнатной температуре, показали довольно высокий уровень - достаточный, чтобы вызвать тошноту у любого, кто мог бы его съесть. Они сравнили результаты своего биосенсора с результатами высокотехнологичной хроматографии, используемой при проверке пищевых продуктов, и обнаружили, что их результаты в некоторой степени коррелируют.

Основополагающая технология

Хотя полностью функциональная, коммерчески доступная версия биосенсора появится не скоро, исследователи с оптимизмом смотрят на его потенциал.

"Мы считаем, что наша работа - это первый шаг к использованию датчиков в мясоперерабатывающей промышленности", - говорит Ши, заведующий кафедрой микрофлюидики для биологического и химического анализа Университета Конкордии. "Кроме того, мы считаем, что этот тип зондирования может быть использован для других областей, таких как отбор проб окружающей среды на предмет загрязнения тяжелыми металлами и диагностика рака и других заболеваний".

Для Селима самое важное для потребителя - это его здоровье и здоровье его семьи. "Я хочу, чтобы любой человек, независимо от его образования в области технологий, мог использовать это, будь то студент колледжа, занятая мама или люди, работающие в ресторанной индустрии".