I ricercatori hanno utilizzato i resti fossili di alghe per compiere un passo fondamentale verso la capacità di rilevare in modo più sensibile i contaminanti dannosi negli alimenti.

I risultati sono importanti perché le statistiche sulle malattie di origine alimentare dipingono un quadro netto:ogni anno 48 milioni di persone si ammalano di cibo contaminato, 128, 000 finiscono in ospedale, e 3, 000 muoiono, secondo i Centri per il controllo e la prevenzione delle malattie.

Il lavoro di Alan Wang del College of Engineering dell'Oregon State University e dei suoi collaboratori in Cina ha coinvolto la diatomite, che deriva da pareti cellulari fossili di diatomee, e nanoparticelle d'oro.

diatomee, le cui specie sono più di 200, 000, hanno un grande potenziale per il biorilevamento, con le loro intricate pareti cellulari, noto come frustole, offrendo promettenti applicazioni di nanotecnologia.

diatomite, note di Wang, "è essenzialmente composto da biosilice idratata con nanopori periodici e possiede caratteristiche di cristallo fotonico".

Queste caratteristiche consentono alla nanostruttura di alterare il movimento della luce - pensa all'iridescenza degli opali, gemme a cui sono state paragonate le frustole di diatomee.

"In questa ricerca, le caratteristiche del cristallo fotonico migliorano l'intensità del campo ottico, il che significa rilevamento con maggiore sensibilità, " ha detto Wang, professore associato di ingegneria elettrica e informatica.

I ricercatori hanno utilizzato la diatomite come matrice di una lastra cromatografica su strato sottile e anche come substrato per la diffusione Raman potenziata in superficie.

cromatografia su strato sottile, o TLC, è di vecchia data, tecnologia semplice ampiamente utilizzata nella separazione di piccole molecole, e spettroscopia Raman potenziata dalla superficie, noto come SERS, è una piattaforma di rilevamento per agenti chimici e biologici.

"In tandem, SERS e TLC possono creare un metodo potente per l'identificazione in loco dei contaminanti che è semplice e veloce e non richiede alcuna complicata pre-elaborazione del campione, "Ha detto Wang.

Wang e ricercatori di due università in Cina - Liaoning Shihua University e Shandong University of Science and Technology - hanno costruito un dispositivo a cristalli fotonici "lab on a chip" che ha monitorato con successo l'istamina nel salmone e nel tonno.

"L'istamina deriva dalla decomposizione della carne, " Wang ha detto. "Non ha odore e sapore e il consumo provoca sintomi come mal di testa ed eruzioni cutanee. Il pesce fresco di solito contiene quantità trascurabili di istamina, ma alcuni pesci come il tonno e le sardine sono particolarmente suscettibili alla produzione se non vengono adeguatamente conservati prima del consumo".

Non solo è impossibile per le persone sapere se stanno mangiando istamina, storicamente è stato anche difficile rilevarlo scientificamente.

"In soluzione è molto facile, ma sepolto nel cibo è molto difficile semplicemente a causa di tutte le interferenze di fondo derivanti dai complicati componenti della carne, " ha detto. "Proteine, grassi, carboidrati, oscurano tutti il ​​segnale dell'istamina quando stai cercando di rilevarlo."

Ma le proprietà del cristallo fotonico della diatomite agiscono come un innovativo, potente amplificatore per il rilevamento ottico.

"Le nanoparticelle d'oro e lo strato di diatomite forniscono quasi 10 volte l'intensità del segnale SERS rispetto a una comune piastra per cromatografia su gel di silice, "Ha detto Wang. "Abbiamo realizzato un dispositivo semplice ed economico per isolare e identificare i contaminanti. Questo dispositivo su chip può essere applicato come un biosensore economico e robusto per monitorare una varietà di ingredienti nocivi nei campioni di cibo".