به گزارش خبرنگار علم و فناوری ایسکانیوز به نقل از AdvancedScienceNews؛ آیا تا به حال بعد از یک مهمانی یا غذا خوردن در رستوران، دچار معده درد شده‌اید؟ این احتمال وجود دارد که شما دچار مسمومیت غذایی شده‌اید. این بیماری معمولاً در اثر مصرف غذا یا نوشیدنی های آلوده به عوامل بیماری‌زا مانند باکتری ها، ویروس ها، انگل ها یا قارچ ها ایجاد می شوند. با توجه به اینکه از هر ۱۰ نفر یک نفر در سراسر جهان هر سال تحت تاثیر قرار می گیرد، بیماری های ناشی از غذا همچنان یک چالش مهم برای سیستم های مراقبت های بهداشتی به شمار می‌رود.

اولین ایمپلنت مغز کامپیوتر توسط یک محقق ایرانی کاشته شد

سالمونلا یک باکتری است که در دستگاه گوارش حیوانات خونگرم مانند پرندگان و پستانداران از جمله انسان زندگی می کند و به واسطه آلاینده‌های غذایی می‌تواند باعث گاستروانتریت یا التهاب معده و روده شود و با علائمی چون اسهال، درد شدید شکمی، تب و استفراغ همراه باشد.

دولت ها برای کاهش خطرات بیماری های ناشی از غذا در نقاط مختلف زنجیره تولید مواد غذایی، بررسی های بهداشتی را انجام می دهند. روش مرجع برای تشخیص پاتوژن های غذایی، کشت است که حضور پاتوژن ها را با آزمایش توانایی آنها برای رشد در شرایط بهینه تائید می کند. با این حال، این روش پر زحمت و کند است (برای باکتری ها یک هفته و برای قارچ ها بیشتر طول می کشد)، زیرا نیاز به نمونه‌برداری در محل تولید، ارسال نمونه ها به آزمایشگاه و تجزیه و تحلیل آنها با استفاده از تجهیزات تخصصی و پرسنل آموزش دیده دارد.

در این راستا، توحید دیدار، دانشیار دانشگاه مک‌مستر کانادا و بنیانگذار شرکت فناوری‌های FendX، دستگاه هوشمندی را طراحی کرده‌اند که نان آن را آزمایشگاه در یک بسته گذاشته‌اند. این دستگاه می‌تواند سطوح خطرناک باکتری‌ها را به سرعت و حتی بدون باز کردن بسته غذا تشخیص دهد.

گروه پژوهشی توحید دیدار در این پروژه تحقیقاتی حسگر خاصی را برای سالمونلا تیفی موریوم، گونه‌ای از سالمونلا، طراحی کرده‌اند که بیشتر با مرغ و سایز محصولات طیور مرتبط است. در آزمایش‌ها، این حسگر به خوبی مرغ آلوده در محل را با حساسیت و ویژگی بالا و در آن واحد شناسایی کرد.

این گروه تحقیقاتی برای جلوگیری از ارسال نمونه‌ها به آزمایشگاه و روش کشت باکتری، چندین پلتفرم حسگر زیستی را برای نظارت بر مواد غذایی طراحی کردند که البته هر کدام محدودیت‌های خاص خود را دارد.

آزمایشگاه در یک بسته

فناوری‌های نظارتی مدرنی که در مراکز مختلف به منظور آزمایش آلودگی غذا استفاده می‌شوند، تولید ضایعات قابل توجهی از مواد غذایی را به همراه دارد. زیرا نیاز به باز کردن بسته‌های غذا برای جمع‌آوری نمونه‌ها دارد. گروه تحقیقاتی توحید دیدار برای رفع این مشکل، یک سینی مخصوص با یک پنجره تشخیص باکتری‌های بیماری‌زا در پایین آن ایجاد کردند تا در بسته‌ها قرار دهند. سینی علاوه بر اینکه به عنوان ظرف کار می کند، مایعات را از غذا به حسگر منتقل می کند و از کل محصول بدون نیاز به باز کردن بسته نمونه برداری می کند.

دیدار می‌گوید: فناوری‌های مدرن نظارت بر مواد غذایی اغلب به واکنشگرهای مکمل نیاز دارند، اما این واکنشگرها می‌توانند سایر خواص مواد غذایی مانند طعم، بو و رنگ را تغییر دهند. از این رو ، واکنشگرها را در مرحله تشخیص در غشای بالای حسگر وارد می‌کنیم.

انتخاب اجزای مناسب

محققان برای ساخت آزمایشگاه در یک بسته، ابتدا قطعات پلتفرم را به صورت جداگانه درست کردند. از آنجایی که مرغ اغلب با آلودگی های سالمونلا مرتبط است، در این آزمایش ها از پاکسازی مرغ استفاده کردند، مایعاتی که مرغ هنگام ذخیره سازی آزاد می کند.

برای شروع، سینی‌هایی را با شیب‌های جانبی مختلف (۴۵، ۶۰ و ۹۰ درجه) طراحی کردند تا آزمایش کنند که کدام یک برای هدایت پاک‌سازی مرغ به پنجره حسگر بهتر است. آنها سینی شیبدار جانبی ۴۵ درجه را برای پلتفرم انتخاب کردند، زیرا دریافتند که مایعات با این زاویه سریع‌تر و کارآمدتر ارزیابی می‌شوند.

این تیم چندین ماده از جمله پنبه، سلولز و پلی استر را برای غشاء در نظر گرفت. پس از ارزیابی کامل، آنها غشاهای پنبه‌ای را انتخاب کردند، زیرا تخلخل بهتری نسبت به سایر کاندیدها نشان دادند و در تست های جذب و نگهداری مایع به خوبی عمل کردند، که خواص بسیار مهمی در جلوگیری از انتشار واکنشگرها در غذا است.

این تیم تحقیقاتی برای ساخت حسگر خود از یک مولکول RNA استفاده کردند که به طور خاص توسط آنزیم این باکتری شناسایی و شکافته می‌شود. در محل برش RNA، یک جفت مولکول به نام فلوروفور و کوئنچر وجود دارد.

دیدار توضیح می‌دهد: پیش از تماس با آنزیم، RNA در حالت قبل از شکاف است؛ یعنی جایی که مولکول خاموش‌کننده سیگنال فلورسنت درخشان فلوروفور را می‌پوشاند. آنزیم در حضور باکتری سالمونلا تیفی موریوم، مولکول RNA را می‌شکافد و باعث می‌شود که مولکول خاموش کننده از فلوروفور جدا شود. این سیگنال فلورسنت روشن فلوروفور را فعال می‌کند که نشان می‌دهد آلودگی مربوط به این باکتری رخ داده است.

درباره توحید دیدار

توحید دیدار کارشناسی‌اش را در دانشگاه صنعتی شریف در رشته مهندسی مکانیک خوانده است. او مدرک دکتری‌اش را در سال ۲۰۱۳ از دانشگاه مک‌گیل کانادا گرفته و در تحقیقات دکتری‌اش روی طراحی و توسعه دستگاه‌های کوچک برای مرتب‌سازی بدون برچسب و با کارآیی بالا، تشخیص و کشت آزمایشگاهی سلول‌های اولیه و نادر متمرکز بود.

در این مقطع همزمان به عنوان پژوهشگر در دانشگاه هاروارد نیز عضو طرح آموزشی سیستم‌های حسگر یکپارچه وابسته به شورای تحقیقات علوم طبیعی و مهندسی کانادا و همچنین محقق مدعو در این شورا بود.

توحید دیدار دارای چندین فناوری ثبت اختراع در رابط‌های میکروسیال و عملکرد زیستی است و هم‌اکنون در دانشکده مهندسی زیست‌پزشکی دانشگاه مک‌مستر در حال تحقیق و تدریس است.

انتهای پیام/