Metode Baru Pelacak Kontaminasi Bakteri

Ilmuwan telah mengembangkan tes biomarker enzim baru yang sangat inovatif. Metode ini memiliki potensi untuk mengindikasikan penyakit dan kontaminasi bakteri yang hemat waktu dan uang.

Secara teknis, tes yang dikembangkan oleh para ilmuwan di Queen's Institute for Global Food Security di Queen's ini, dapat mendeteksi penanda enzim penyakit yang dikenal sebagai protease pada manusia, hewan dan produk makanan.

Protease sangat penting untuk pertumbuhan mikroorganisme dan bertanggung jawab untuk berkembangnya banyak penyakit. Kadar protease dapat sangat tinggi di dalam urin pasien dengan penyakit ginjal diabetik, atau di lokasi luka yang terinfeksi.

Demikian pula pada sapi. Peningkatan protease dalam ASI mereka dapat mengungkapkan penyakit seperti bovine mastitis, sejenis infeksi kelenjar susu. Dalam makanan, protease yang dihasilkan oleh bakteri yang terkontaminasi dalam daging dan produk susu. Ini dapat menyebabkan makanan menjadi tengik, serta penurunan umur simpan dan kualitas makanan.

Metode deteksi protease saat ini mahal, memakan waktu dan tidak selalu efektif. Para ilmuwan di Queen's Institute for Global Food Security telah mengembangkan nanosensor yang telah menghasilkan deteksi protease yang sensitif, cepat, dan efektif dalam susu dan urin.

Dr Claire McVey, peneliti yang terlibat dalam riset ini mengatakan bahwa apa yang terlah mereka kembangkan ini tidak hanya tes yang murah untuk diproduksi, tetapi dapat digunakan di mana saja dan tidak bergantung pada kondisi laboratorium.

"Ini tentu menghilangkan kebutuhan untuk melakukan tes dalam pengaturan laboratorium yang rumit. Selain efektif dari segi biaya. Ini berarti diagnosis lebih cepat. " kata McVey. Laporan penelitian mereka ini sendiri diterbitkan dalam jurnal terkemuka Nano Research,

Nanosensor berbasis emas-nanopartikel yang dirancang oleh para peneliti Queen menunjukkan kapan protease hadir melalui reaksi perubahan warna yang terlihat. Nanopartikel emas terkenal karena kemampuannya dalam mempercepat oksidasi bahan kimia yang disebut tetramethylbenzidine (TMB), terlihat melalui pembentukan warna biru yang cerah.

Ketika kasein (molekul hadir dalam susu) ditambahkan ke nanopartikel emas, ia mengelilingi nanopartikel yang bertindak sebagai penghalang permukaan pelindung. Ketika TMB diperkenalkan, kasein mencegah reaksi oksidasi yang berarti tidak ada atau hanya sedikit perubahan warna.

Di mana ada protease, mereka 'memakan' pelindung kasein pelindung, memperlihatkan permukaan partikel nano emas. Dalam hal ini, ketika TMB ditambahkan, protease telah menghilangkan kasein yang berarti oksidasi terjadi dengan cepat menyebabkan perubahan warna yang cepat.

Dr. Cuong Cao, pemimpin akademis dalam penelitian ini mengatakan Saat menambahkan TMB ke dalam nanopartikel emas yang tertutup kasein, maka kita dapat mengetahui secara langsung, secara instan apakah protease hadir dengan ssangat mudah. "Apakah solusinya berubah menjadi biru atau tidak. Biasanya pengujian seperti itu membutuhkan waktu lebih lama,' kata Cao.

Dengan menggunakan pendekatan ini, protease dapat dideteksi hanya dalam waktu 90 menit tanpa perlu peralatan laboratorium yang rumit atau mahal.

Selain itu, 'bahan' untuk membuat nanosensor sudah tersedia dan berbiaya rendah. Partikel nano emas dapat diproduksi dalam jumlah besar, dengan sedikit pembatasan pada persyaratan penyimpanan, menjadikannya bahan yang tahan lama dan murah.

Pendekatan yang dikembangkan oleh para peneliti Queen diuji pada susu dan urin tetapi bisa diadaptasi untuk sejumlah aplikasi lain.

Dr Cao menjelaskan, menggunakan molekul selain kasein untuk melapisi permukaan memiliki potensi untuk mendeteksi jenis biomarker enzim lainnya. "Misalnya, melapisi nanopartikel dengan lipid dapat mendeteksi enzim lipase, yang dapat membantu dalam diagnosis penyakit seperti pankreatitis " kata Cao.

Masiah menurut Cao, setelah validasi penuh pada tes ini, ia dan timnya ingin mengeksplorasi bagaimana untuk dapat memperluas aplikasi untuk mendeteksi sejumlah penyakit lain atau makanan yang terkontaminasi.

Pendekatan baru ini akan memungkinkan identifikasi biomarker enzim pada titik perawatan. "Ini dapat mengubah lanskap tentang bagaimana biomarker enzim terdeteksi dan didiagnosis, membuat dampak tidak hanya pada keamanan makanan, tetapi pada diagnosis penyakit terkait enzim di antara hewan dan manusia. Cakupan potensial untuk tes ini sangat besar," terang Cao.

Profesor Elliott, pendiri Institute for Global Food security dan co-investigator dalam penelitian berkomentar bahwa kemampuan untuk mendiagnosis penyakit atau kontaminasi dengan cepat dapat berdampak besar pada bagaimana masalah serius dapat ditangani.

"Selain itu, biaya yang sangat rendah untuk sistem akan membantu mengurangi biaya pengujian dan dapat mengubah jumlah pengujian yang dilakukan di negara berkembang," kata Elliott.

nik/berbagai sumber/E-6