Así es como funciona: mezcle algunas pequeñas burbujas hechas especialmente con líquido que cree que podría contener la bacteria E. coli . Coloque un código QR debajo de la placa de Petri y encienda la cámara de su teléfono. Si el teléfono puede leer el código, es seguro. Si no, hay E. coli .
Este es el hallazgo de una investigación publicada en la nueva revista de la American Chemical Society, Central Science . La técnica depende del diseño de las gotas microscópicas, y sus autores dicen que tiene el potencial de reducir enormemente la cantidad de tiempo requerida para analizar los alimentos.
La intoxicación alimentaria es un gran problema, incluso en los EE. UU., Con E. coli causando 73, 000 enfermedades y 60 muertes por año, según los datos de los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades de 1999. Es básico, pero acelerar las pruebas debería significar que se realicen más pruebas. .
"El gran problema es que, cuando estás fabricando alimentos, si no tienes algo que básicamente esté en la escala de tiempo de tu proceso de fabricación, tienes que retener el producto en una instalación de almacenamiento [para realizar pruebas]". dice Tim Swager, profesor de química en el MIT y autor del estudio. “Necesitas algo que sea prácticamente minutos, o tal vez un par de horas, no un día o decenas de horas. Y ahí es donde está el estado actual de la tecnología en este momento. Esto es demasiado lento y muy costoso ".
El equipo de Swager combina dos tipos de material en gotas a escala de micras llamadas emulsiones Janus. Comienzan con dos materiales, hidrocarburo (H2O unido con carbono, como el que se obtiene en los gases combustibles) y fluorocarbono (flúor unido con carbono, un material utilizado en la línea de pesca). Calientan los dos fluidos y los obligan a juntarse a través de pequeños canales, inyectándolos en el agua que fluye como una tubería que se vierte en un río. A medida que las partículas se enfrían, forman esferas que son mitad hidrocarburo, mitad fluorocarbono.
A estas gotas, los científicos adjuntan una proteína vegetal llamada lectina, que se une a E. coli . Normalmente, el lado más pesado de fluorocarbono de las gotas los mantiene nivelados, todos con sus hemisferios de hidrocarburos hacia arriba. En ese estado, actúan como una lente con una distancia focal infinita; la luz viaja en línea recta. Pero cuando la lectina se une, la bacteria que se adhiere cambia el equilibrio de las gotitas, haciendo que se vuelquen de lado. Cuando eso sucede, la refracción dispersa la luz, bloqueando todo lo que está debajo.
A la izquierda, las gotas de Janus se ven desde arriba. Después de que las gotas encuentran su objetivo, una proteína bacteriana, se agrupan (derecha). (Qifan Zhang) Los investigadores han probado esta técnica en varios tipos de E. coli benigna, y planean expandir la técnica a otras bacterias, o incluso a otros tipos de patógenos.
"El hecho de que puedan responder tan bien, pueden inclinarse, y podemos reorientarlos y comportarse como lentes, y que estamos usando la gravedad para alinearlos, estos son muchos ingredientes realmente inusuales, pero eso hace que realmente plataforma potente ", dice Swager.
La aplicación de la tecnología a las cepas patógenas es factible, pero necesitaría una estructura de unión diferente para cada una, dice John Mark Carter, un ex investigador de contaminantes transmitidos por los alimentos en el USDA que ahora consulta en la misma industria.
"Realmente no es tan fácil como parece", dice Carter. "Los alimentos contienen muchas cosas que unen una variedad de superficies de manera inespecífica".
Agrega que las gotas deben equilibrarse con precisión, lo que los investigadores pudieron hacer, pero se vuelve mucho más problemático en las pruebas de seguridad alimentaria de la vida real. Carter se sorprende de que los investigadores estén proponiendo una prueba de alimentos en este momento. "Realmente no deberías hablar de comida hasta que hagas experimentos con comida", dice.
Además, los límites de sensibilidad para E. coli en los alimentos son mucho más bajos de lo que esta técnica puede ofrecer. Swager pudo detectar la presencia de E. coli cuando hay alrededor de 10, 000 células por ml de solución. En 2010, la FDA redujo la cantidad de E. coli no tóxica que permitía en el queso (una especie de límite de saneamiento general) de 100 MPN (número más probable) por gramo a 10 MPN. El año pasado, la agencia dio marcha atrás en eso, diciendo que no había tenido un impacto en la salud pública, pero para la seguridad alimentaria y la E. coli tóxica, la tolerancia es cero. No hay tecnología que pueda detectar una sola célula de E. coli, por lo que los estándares actuales se basan en el crecimiento de colonias en un plato.
"Una bacteria es suficiente para matarte", dice Carter. “Si se trata de una concentración muy alta de bacterias, puede detectarla sin amplificación. Pero casi todos la cultivan ... tienes que cultivarla, porque no puedes detectar una bacteria ".
Si la tecnología de Swager se va a generalizar en la industria, estos problemas deben abordarse, y luego se deben realizar estudios paralelos para compararlo con los estándares actuales. En ausencia de eso, podría haber aplicaciones para el control de calidad interno entre la industria alimentaria (aunque la sensibilidad de detección aún sería un problema).
“Los gofres Eggo tuvieron un retiro [en 2016]. No fue una gran retirada, pero fue listeria ”, dice Swager. “Cuando mis hijos eran pequeños, solía darles gofres Eggo, y salían por la puerta camino a la escuela. Pero ya sabes, tienes un retiro del producto como ese, ¿cuánto tiempo pasará antes de que los padres alimenten a sus hijos con gofres Eggo? Por lo tanto, las implicaciones para las marcas también son muy altas ".
