Новый биосенсор для быстрого обнаружения пробиотиков в пище

Мексиканские исследователи разработали микромеханический биосенсор для обнаружения полезных бактерий в пищевой промышленности. Устройство недорогое, быстрое, селективное и надежное. Впервые в стране его применили для оценки роста пробиотического микроорганизма L. plantarum 299vm, используемого в производстве ферментированных молочных продуктов.

Ключевое преимущество: биосенсор способен отследить рост примерно 400 клеток всего за 30 минут. Традиционный метод требует не менее 24 часов инкубации.

Технология была создана специалистами Национального политехнического института (IPN) совместно с Мексиканским институтом нефти (IMP). Этот исследовательский проект получил Национальную премию в области пищевой науки и технологий 2013 года (PNCTA).

Принцип работы: Биосенсор основан на резонансных свойствах микролучевой конструкции (чипа-держателя) размером в микрон. Кремниевый луч имеет размеры 125 микрон в длину, 50 в ширину и 4 в толщину. Чип химически и биологически модифицируется для специфического роста молочнокислых бактерий.

После инокуляции "проблемным" образцом луч вибрирует с определенной резонансной частотой. Атомно-силовой микроскоп фиксирует затухание колебаний, вызванное изменением массы при росте микроорганизмов на поверхности — аналогично тому, как трамплин реагирует на добавление веса. Это позволяет обнаружить динамику бактериального роста уже через несколько минут после инокуляции.

Перспективы: Помимо полезных бактерий, микро- и нанобиосенсоры могут обнаруживать патогены, грибы, дрожжи, вирусы, токсины, частицы загрязнений и биомолекулы в воде, воздухе, почве или пище.

Разработка устройства заняла четыре года и стала результатом междисциплинарной работы специалистов из IPN и IMP. Это первая премия PNCTA, связанная с областью микро- и нанотехнологий, что подчеркивает потенциал для развития базовой науки и технологических инноваций в пищевой отрасли.