La malattia di origine alimentare colpisce circa una persona su sei negli Stati Uniti ogni anno. I Centri per il controllo e la prevenzione delle malattie stimano che 48 milioni di persone negli Stati Uniti si ammalano a causa di uno o più dei 31 agenti patogeni riconosciuti, compreso E. coli O157:H7, un ceppo particolarmente aggressivo di E. coli.

I ricercatori della Purdue University hanno lavorato per sviluppare nuove tecnologie per aiutare a fermare la diffusione di malattie di origine alimentare, che uccidono 3, 000 persone all'anno, rilevandoli in modo più efficiente. Hanno sviluppato un test basato sulla bioluminescenza abbinato a un dispositivo portatile che funziona con smartphone e laptop per eseguire test in loco per l'E. coli dannoso nei campioni di cibo.

Il dispositivo fotomoltiplicatore al silicio (SiPM) utilizza la scarsa illuminazione proveniente dal test bioluminescente per rilevare la presenza di batteri che causano malattie di origine alimentare nei campioni di cibo. Il team di Purdue ha anche creato un circuito elettrico con un amplificatore, comparatore e microcontrollore per inviare i dati a laptop e smartphone tramite tecnologia Bluetooth. Hanno usato la stampa 3D per progettare un supporto portatile per il SiPM. La ricerca è pubblicata nell'edizione di gennaio di Ottica applicata .

"Il nostro obiettivo è creare una tecnologia e un processo che consentano l'individuazione economicamente vantaggiosa delle cause delle malattie di origine alimentare utilizzando un facile, processo rapido ed efficiente, " disse Euiwon Bae, un ricercatore senior di ingegneria meccanica presso il Purdue's College of Engineering, che ha sviluppato la tecnologia insieme a Bruce Applegate, un professore di scienze dell'alimentazione nel College of Agriculture di Purdue. "Questo lasso di tempo consente una migliore rilevazione integrata e un'azione più rapida per impedire a più persone di ammalarsi".

Per mostrare la dimostrazione del concetto, il team di Purdue ha testato il dispositivo con campioni di carne macinata artificialmente contaminati provenienti da un negozio di alimentari locale. Hanno iniettato E. coli nei campioni di manzo e poi hanno usato il loro dispositivo per analizzare il campione entro 10 ore dall'inoculazione.

La carne viene sciacquata e incubata con un liquido di arricchimento contenente un fago modificato, un virus per i batteri. Il fago infetta quindi i batteri nocivi di origine alimentare in modo che quando viene aggiunto un substrato, i batteri emettono luce, che viene rilevato dal SiPM. Il dispositivo è in grado di contare impulsi luminosi o fotoni.

"Il nostro test offre una maggiore sensibilità, costo più basso, migliore portabilità e altri vantaggi distinti rispetto ai metodi di rilevamento esistenti, "Ha detto Applegate.