Պատկերացրեք մի օր, երբ ֆերմերը կարող է կանգնել դաշտում, ձեռքի սարքը թափահարել լոլիկի վրա և անմիջապես հայտնաբերել պաթոգենները՝ պոտենցիալ կյանքեր և միլիարդավոր դոլարներ փրկելով:
Այդ օրը կարող է հեռու չլինել՝ շնորհիվ հետազոտության, որն իրականացվում է կազմակերպության կողմից Ալաբամայի գյուղատնտեսական փորձարկման կայան Օբուրնի համալսարանում.
Որպես 11 համալսարաններից մեկը, որոնք շնորհել են դրամաշնորհներ ԱՄՆ գյուղատնտեսության դեպարտամենտ Նանոտեխնոլոգիական հետազոտություններ իրականացնելու համար Auburn-ի գիտնականներն աշխատում են բարելավել պաթոգենների մոնիտորինգը սննդի մատակարարման ամբողջ շղթայում՝ ստեղծելով օգտագործողի համար հարմար համակարգ, որը կարող է միաժամանակ, ճշգրիտ, ծախսարդյունավետ և արագ հայտնաբերել բազմաթիվ սննդային պաթոգեններ:
ԱՄՆ USDA-ի քարտուղար Թոմ Վիլսակը վերջերս հայտարարեց ավելի քան 5.2 միլիոն դոլարի ներդրում ազգային մակարդակում՝ աջակցելու սննդամթերքի անվտանգության բարելավման, վերականգնվող վառելիքի բարձրացման, բերքի բերքատվության բարձրացման և գյուղատնտեսական վնասատուների կառավարման նպատակով հետազոտություններին: Պարգևատրումները կատարվել են միջոցով Գյուղատնտեսության և պարենի հետազոտությունների նախաձեռնություն, երկրի առաջնակարգ մրցակցային, վերանայված դրամաշնորհային ծրագիր հիմնարար և կիրառական գյուղատնտեսական գիտությունների համար:
Auburn-ի հետազոտությունը եզակի է նրանով, որ այն իր նպատակներին հասնելու համար օգտագործում է կենսաբանական, այլ ոչ թե մարդու կողմից ստեղծված նանոտեխնոլոգիա, ասում է. Սանգ-Ջին Սուհ, Օբուրնի կենսաբանական գիտությունների ամբիոնի դոցենտ։
Սուհը նույնպես անդամ է Auburn համալսարանի հայտնաբերման և սննդի անվտանգության կենտրոն, և նա վերագրում է դրա տնօրեն Բրայան Չինին՝ նյութերի ճարտարագիտության պրոֆեսոր, մշակելով բիոսենսորային տեխնոլոգիան, որը հիմք է հանդիսանում հետազոտության համար:
«Սա դոկտոր Չինի նորամուծությունն է, և նա հավաքագրեց ինձ նման մարդկանց՝ բակտերիալ գենետոլոգի, որպեսզի օգնի միավորել այս տեխնոլոգիաները մասնիկների վրա հիմնված բիոսենսորի մեջ, որը կարող է օգտագործվել սննդի պաթոգենները հայտնաբերելու համար», - ասում է Սուհը:
Մոտավոր հաշվարկներով՝ տարեկան 48 միլիոն ամերիկացի հիվանդանում է սննդամթերքի պաթոգենների և տոքսինների պատճառով, ինչը հանգեցնում է մոտ 80 միլիարդ դոլարի տնտեսական բեռի: Այս գնահատումները հաշվի չեն առնում սննդի արդյունաբերության ծախսերը, ներառյալ սպառողների վստահության նվազեցումը, հետկանչման կորուստները կամ դատական վեճերը:
Քանի որ սննդամթերքով փոխանցվող պաթոգենների բռնկումները և աղտոտված մթերքների հետկանչումն ավելի տարածված են դարձել, ակնհայտ է դարձել, որ անհրաժեշտ են ավելի լավ պաթոգենների հայտնաբերման համակարգեր՝ աղտոտված սնունդը հայտնաբերելու համար, նախքան այն սպառվել է հանրության կողմից:
«Երբ սնունդն աղտոտված է, սովորաբար FDA-ից, CDC-ից կամ այլ լաբորատորիաներից օրեր կամ շաբաթներ են պահանջվում պաթոգենների առկայությունը հաստատելու համար», - ասում է Սուխը: «Մեր տեխնոլոգիան կարող է դա անել 10 րոպեից պակաս ժամանակում:
«Ներկայումս, երբ սննդամթերքով փոխանցվող պաթոգենների բռնկում է լինում, նրանք պետք է վերցնեն աղտոտված սնունդը և դրանից բակտերիաներ աճեցնեն, ինչը պահանջում է մի քանի ժամից մինչև մի քանի օր: Այնուհետև նրանք կտեսնեն, թե արդյոք այն համապատասխանում է կասկածելի պաթոգենին: Մենք առանձնացնում ենք զոնդերը, որոնք հատուկ են այդ հարուցչի համար: Եթե այն կապվում է զոնդին, ապա մենք գիտենք, որ կոնկրետ պաթոգենն առկա է»:
Ի լրումն արդյունքների համար պահանջվող ժամանակի, սննդի հարուցիչների հայտնաբերման ներկայիս համակարգերը պահանջում են թանկարժեք գործիքներ և անձնակազմի լայնածավալ վերապատրաստում:
«Պաթոգենների հայտնաբերման երկու ամենահայտնի մեթոդները, բացի ավանդական մշակման մեթոդից, պահանջում են լայնածավալ ուսուցում», - ասում է Սուհը: «Մեր մեթոդը կպահանջի նվազագույն վերապատրաստում: Մենք պատկերացնում ենք, որ յուրաքանչյուր ֆերմեր կունենա այս հնարավորությունը, վերամշակող գործարանները կունենան այդ հնարավորությունը, իսկ մթերային խանութներն ու ռեստորանները կունենան այդ հնարավորությունը: Նույնիսկ սպառողները կկարողանան օգտվել այս տեխնոլոգիայից»:
Կենսասենսորը կլինի ձեռքի մոնիտոր, որն ի վերջո կհայտնաբերի սննդային հարուցչի առկայությունը սարքից մինչև 10 սանտիմետր հեռավորության վրա:
«Սա թույլ կտա սննդի անվտանգության ստուգումներ իրականացնել ֆերմայից մինչև սեղան», - ասում է Սուհը: «Դետեկտորը կարժենա 500 դոլարից պակաս և ի վերջո կարող է փրկել միլիարդավոր դոլարներ և բազմաթիվ կյանքեր»:
Suh-ի հետազոտության նպատակն է մշակել մի համակարգ, որը թույլ կտա միաժամանակ նույնականացնել սննդամթերքով փոխանցվող բազմաթիվ պաթոգենների իրական ժամանակում, ներառյալ Salmonella enterica, Escherichia coli և listeria monocytogenes:
«Մենք նախկինում ունեցել ենք ցույց տվեց մեր բիոսենսորների արդյունավետությունը առանձին պաթոգենների ճշգրիտ և արագ հայտնաբերման համար», - ասում է Սուհը: «Այս ուսումնասիրության ընթացքում մենք կմշակենք մուլտիպլեքսային համակարգ, որն ի վիճակի կլինի հայտնաբերել սննդամթերքով փոխանցվող մի քանի սովորական բակտերիաների պաթոգենների առկայությունը:
«Քանի որ մենք կատարելագործում ենք մեր համակարգը ապագա ուսումնասիրություններում, այն կարող է ընդլայնվել՝ ներառելով վիրուսներ և տոքսիններ՝ դառնալով սննդամթերքով փոխանցվող պաթոգենների համապարփակ հայտնաբերման համակարգ՝ հանրային անվտանգությունը բարելավելու համար»:
Auburn-ի հետազոտողների թիմը համագործակցում է այլ համալսարանների գիտնականների հետ՝ օգտագործելու այս տեխնոլոգիան և հուսով ենք, որ FDA-ի հավանությունը կստանա ապագայում լայն տարածում գտնելու համար:
- Փոլ Հոլիս, Auburn համալսարան
Աղբյուրը` Auburn University College of Agriculture