Система обнаружения патогенов для безопасности насекомоводческих ферм
Насекомые — устойчивый источник белка с меньшим экологическим следом по сравнению с традиционным животноводством. Для обеспечения безопасности ферм и их продукции исследователи Fraunhofer разработали систему быстрого, надежного и потенциально автоматизируемого обнаружения патогенов.
Потенциал и риски
- Насекомые (сверчки, жуки, саранча) требуют меньше воды и пространства, могут перерабатывать вторичные продукты пищевой промышленности и служить белковой добавкой в корм для животных.
- Однако, как и любые монокультуры, насекомоводство уязвимо для болезней, что угрожает производству и безопасности конечного продукта.
Недостатки текущих методов
Существующие культуральные методы анализа занимают до двух дней, что может привести к простою всей фермы. Кроме того, спектр потенциальных патогенов (бактерии, грибы, паразиты), способных попасть в систему с кормом или на разных стадиях развития насекомых, очень широк.
Новая система обнаружения
В рамках проекта FutureProteins специалисты Fraunhofer IGB и Fraunhofer IME создали систему для одновременного выявления множества патогенов на примере мучного хрущака (Tenebrio molitor).
Принцип работы
- Отбор проб: Оператор берет несколько насекомых с фермы.
- Подготовка: Выделение ДНК из образца.
- ПЦР-амплификация: Множественная полимеразная цепная реакция (PCR) одновременно усиливает уникальные генетические последовательности 11 целевых патогенов и 3 контрольных образца.
- Детекция на микрочипе: Усиленные и помеченные флуоресцентным красителем последовательности ДНК фиксируются на ДНК-микрочипе с помощью зондов. Микрочип оптически считывает сигналы, идентифицируя присутствующие патогены.
Ключевые преимущества
- Мультиплексность: 14 параллельных реакций для одновременного обнаружения.
- Надежность: Встроенные процессуальные контроли исключают ложноотрицательные результаты и проверяют каждый этап анализа.
- Простота: Оборудование не требует специальной экспертизы для использования.
- Валидировано: Система успешно протестирована не только в лаборатории, но и в реальных условиях применения.
Цель разработчиков — дальнейшая оптимизация системы для полной автоматизации, что особенно актуально для крупных промышленных насекомоводческих ферм.