Handheld-Gerät detektiert schädliche E. coli in Lebensmitteln vor Ort mittels Biolumineszenz

Lebensmittelbedingte Erkrankungen betreffen jedes Jahr etwa jeden sechsten Menschen in den Vereinigten Staaten durch mehr als 31 erkannte Erreger, einschließlich E. coli O157:H7, eines besonders aggressiven Stamms von E. coli. Forscher haben einen biolumineszenzbasierten Assay entwickelt, der mit einem tragbaren Gerät gekoppelt ist, das mit Smartphones und Laptops funktioniert, um Vor-Ort-Tests auf schädliche E. coli in Lebensmittelproben durchzuführen.

Das Silizium-Photomultiplier-Gerät (SiPM) nutzt schwaches Licht aus dem biolumineszenten Assay, um das Vorhandensein von Bakterien zu detektieren, die lebensmittelbedingte Erkrankungen in Lebensmittelproben verursachen. Sie erstellten auch einen elektrischen Schaltkreis mit Verstärker, Komparator und Mikrocontroller, um die Daten via Bluetooth-Technologie an Laptops und Smartphones zu senden. Sie nutzten 3D-Druck, um einen tragbaren Halter für den SiPM zu entwerfen.

Um den Proof-of-Concept zu zeigen, testete das Team das Gerät mit künstlich kontaminierten Proben von Hackfleisch aus einem lokalen Lebensmittelgeschäft. Sie injizierten E. coli in die Rindfleischproben und nutzten dann das Gerät, um die Probe innerhalb von 10 Stunden nach der Inokulation zu analysieren. Das Rindfleisch wird gespült und mit einer Anreicherungsflüssigkeit inkubiert, die ein modifiziertes Phagen enthält, ein Virus für Bakterien. Das Phagen infiziert dann schädliche lebensmittelbedingte Bakterien, sodass diese beim Hinzufügen eines Substrats Licht emittieren, das vom SiPM detektiert wird. Das Gerät ist in der Lage, Lichtpulse oder Photonen zu zählen.