Livsmedelsforskaren Lili He och kollegor vid University of Massachusetts Amherst rapporterar att de har utvecklat en ny, snabb och billig metod för att upptäcka bakterier i vatten eller ett livsmedelsprov. När den är kommersiellt tillgänglig, det borde vara användbart att laga mat med färsk frukt och grönsaker, till exempel, och hjälparbetare på fältet som reagerar på naturkatastrofer, Han säger.

En analytisk kemist och expert på detekteringsmetoder för livsmedelskontaminering, Han säger, "De flesta människor runt om i världen lagar sina grönsaker innan de äter, men här i USA gillar fler och fler att äta dessa livsmedel råa. Detta gav oss idén att ett snabbt test som kan göras hemma skulle vara en bra idé."

Hon tillägger, "Mikrobiell kontaminering är ett viktigt forskningsämne just nu.  "Det har varit ett problem under lång tid, men det är nu det främsta bekymret för livsmedelssäkerhet i USA. "

Han, med andra livsmedelsforskare Lynne McLandsborough och deras studenter, i synnerhet förstaförfattaren Brooke Pearson, rapporterade om deras nya tvåstegsmetod - en optisk, en kemikalie - i två tidningar i år, en i ett färskt tidigt onlinenummer av Livsmedelsmikrobiologi planerad att publiceras 2018, och en tidigare i Royal Society of Chemistrys tidskrift, Analytiska metoder .

För detta arbete, de designade ett känsligt och pålitligt chip för att detektera bakterier som kan testa om färsk spenat eller äppeljuice, till exempel, bära en bakteriell belastning. Chipet, används med ett ljusmikroskop för optisk detektion, förlitar sig på vad han kallar en "fångningsmolekyl, " 3-merkaptofenylboronsyra (3-MBPA) som attraherar och binder till alla bakterier. Den kemiska detektionsmetoden, "ytförstärkt Raman-spektroskopi" (SERS), förlitar sig på silvernanopartiklar. Teknikerna är nu i patenteringsprocessen.

Under den gångna sommaren, den optiska detekteringsmetoden anpassades för eventuell hemmaanvändning med en mikroskopadapter för smart telefon som är allmänt tillgänglig online för cirka 30 USD. Det första steget i det nya testet för bakteriedetektering är att samla ett prov av vatten, juice eller mosade grönsaksblad och placera det kemikaliebaserade detektionschipset i provet. En sommargymnasieelev i He's food science laboratory utvecklade en enkel smarttelefonapp som visuellt upptäcker bakterier i prover som innehåller chipet. "Detta är bara början på arbetet, " säger He. Hon hoppas få mer finansiering för att fortsätta denna praktiska tillämpning.

Standardmetoden för att odla bakterier från matprover, känd som aerobic plate count (APC) tar två dagar, Han förklarar. "Det finns några andra som är snabbare, men de är inte särskilt känsliga eller pålitliga eftersom ingredienser i maten kan störa dem. Vi visar i vår senaste uppsats att vår metod är både känslig och pålitlig och den kan ge dig resultat på mindre än två timmar."

För att lösa problemet med matstörningar, forskarna utformade UMass Amherst -chipet för att bara attrahera bakterier men inte sockerarter, fetter och proteiner i mat eller smuts. Livsmedelsföreningarna kan tvättas bort med en buffert med högt pH, matkemisten säger, lämnar bara bakterier för visuell räkning med smarttelefonmikroskopet och appen. Denna metod kan detektera så få som 100 bakterieceller per 1 milliliter lösning, jämfört med en känslighet på 10, 000 celler för andra snabba metoder.

I deras senaste studie, Han och kollegor utforskade "fördelarna och begränsningarna med denna analys jämfört med den konventionella APC-metoden och vidareutvecklade metoder för detektion i verkliga miljö- och livsmedelsmatriser, " förklarar författarna. "Denna studie avancerade SERS-tekniken för verkliga tillämpningar i miljö- och matmatriser, " påpekar de.