Laserværktøj til påvisning af bakteriel vækst i emballeret mad


Laserværktøj til påvisning af bakteriel vækst i emballeret mad

Forskere udvikler et nyt, billigt, hurtigt og præcist laserværktøj, som kan opdage bakterievækst indenfor emballeret mad eller medicinske blodforsyninger uden at skulle forstyrre deres emballage.

Forskerne udvikler et nyt, billigt, hurtigt og præcist laserværktøj, som kan opdage bakterievækst indenfor emballeret mad uden at skulle åbne pakken og tage en prøve.

Forskerne - fra Zhejiang Normal University i Kina og Umeå Universitet i Sverige - beskriver enheden og hvordan de testede den på to typer bakterier i tidsskriftet Anvendt optik .

Årsagen til, at emballerede fødevarer har "sell-by" og "use-by" -datoer, er at undgå risikoen for, at det kan gå dårligt - på grund af væksten af ​​bakterier og andre mikroorganismer - og forårsage sygdom.

En sådan forholdsregel betyder, at fødevarer ofte har en unødigt kort holdbarhed. En bedre forståelse af mikroorganismernes vækstproces - og dens påvisning - kunne hjælpe med at reducere madaffald og måske også antallet af mennesker, der får madforgiftning, bemærker forskerne.

På samme måde i medicin kunne et værktøj, der hurtigt og ikke-invasivt kunne detektere bakterievækst, spare tid og reducere spild af dyrebare medicinske ressourcer.

For eksempel er det vigtigt at kunne måle kvaliteten af ​​blodprøver hurtigt og præcist. Hvis de er forurenet, må de muligvis kasseres og gentages. Også bakteriel vækst i medicinsk blod forsyninger - mens det sjældent - betyder at blodet skal kastes væk. Og hvis det ikke er opdaget, så er der risiko for at inficere patienter og muligvis død.

Et hurtigt screeningsværktøj betyder, at en større procentdel af blodet kan testes direkte for mulig bakteriel forurening.

Optisk spektrometri er følsom og giver øjeblikkelige resultater

Imidlertid er mikroorganismer komplekse væsener - deres vækst er drevet af mange faktorer. Dette gør det vanskeligt at vurdere, hvor meget bakterier der kan være til stede i forseglede emballager af mad eller blod.

Til deres undersøgelse fokuserede holdet på, at bakterier slukker gas - for eksempel carbondioxid - som de formere. Første forfatter Jie Shao, adjunkt ved Institut for Informationsoptik i Zhejiang, siger:

Ved at vurdere niveauet af [carbondioxid] inden for et givet lukket rum - flaske eller taske - er det muligt at vurdere den mikrobielle vækst."

Den teknologi, der viser et stort løfte om nøjagtig måling af gassammensætning, er optisk spektrometri. Det er meget følsomt, giver øjeblikkelige resultater og kan bruges ikke-invasivt, f.eks. Gennem glas eller gennemskinningsfilm og plastik, der bruges til at pakke mad.

Til deres undersøgelse fokuserede forskerne på en bestemt optisk teknologi kaldet "tunable diode laser absorption" eller TDLAS. De besluttede at undersøge det, fordi det kombinerer alle tekniske krav til et måleværktøj "med brugervenlighed og lave omkostninger", forklarer prof. Shao.

TDLAS kan måle koncentrationer af forskellige gasser - herunder kulilte, kuldioxid, vand og methan - i en blanding. Det bruger tunable diode lasere til at måle deres tilstedeværelse via absorptionsspektrometri - en teknik der kan registrere forbindelser fra den specifikke og unikke måde, deres elementer absorberer forskellige bølgelængder af lys.

TDLAS-enheden, som holdet udvikler, omfatter en indstillelig laserdiode som lyskilde, stråleformningsoptik, et sted at bære prøven, plus modtagelsesoptik og en eller flere detektorer.

Registrerer gasser på dele pr. Milliard

Enheden arbejder på princippet om, at når du skinner et lys på en prøve, vil de forskellige gasser, der indeholder, hver absorbere en bestemt bølgelængde.

Ved at få de indstillelige dioder til at udlede forskellige bølgelængder, når en gas i prøven absorberer en bestemt bølgelængde, bestemmer anordningen den mængde gas, der er til stede fra reduktionen i den målte signalintensitet (signal-til-støjforholdet).

Ved at kombinere den hurtige afstemningsteknik med en metode kaldet "bølgelængdemodulation" eller WM, gør TDLAS endnu mere følsom. Denne teknik kaldes "WM-TDLAS."

Prof. Shao siger, at en af ​​de funktioner, der gør teknologien særdeles attraktiv, er, at den kan detektere gasser i meget lave koncentrationer - i rækkefølge af dele pr. Milliard.

"Bortset fra koncentration," tilføjer Shao, "det er også muligt at bestemme andre egenskaber ved den gas, der er under observation - temperatur, tryk, hastighed og masseflux."

I deres papir beskriver teamet, hvordan de testede WM-TDLAS tilgangen på to typer bakterier, Staphylococcus aureus og Candida albicans , Og fandt det muligt at producere "høj signal-til-støj-forholdsdata fra bakterier dyrket i lukkede rum og udsat for begrænsede mængder næringsstoffer."

Prof. Shao siger, at metoden kan give realtidsanalyse og noter:

Selv om vi havde forventet, at WM-TDLAS-teknikken ville være egnet til at vurdere bakteriel vækst, forventede vi ikke dette niveau af nøjagtighed."

Holdet planlægger nu at udvikle teknikken til at detektere mikrobiel vækst i en række andre anvendelser ud over fødevarer og medicinske forsyninger.

I mellemtiden, Medical-Diag.com For nylig lært, hvordan laserteknologi på et andet medicinsk område har gjort det muligt for kirurger at åbne blod-hjernebarrieren for at muliggøre kemoterapi til at zap glioblastom, den mest almindelige og aggressive hjernecancer.

Suspense: The Dead Sleep Lightly / Fire Burn and Cauldron Bubble / Fear Paints a Picture (Video Medicinsk Og Professionel 2022).

Afsnit Spørgsmål På Medicin: Andet