Purdue araştırmacıları, taze ürün tarlalarında bu tür plastik toplama bayraklarıyla biyoaerosol örnekleri topladı. (Purdue Üniversitesi Fotoğrafı/Jiangshan Wang)
Batı Lafayette, Ind. — Purdue Üniversitesi araştırmacıları, COVID-19 salgını sırasında kaydedilen ilerlemelerden ilham alarak tarım endüstrisine yeni bir biyosensör teknolojisi sunuyor.
Sistem, ticari bir taze ürün çiftliğinde tarlada numune toplandıktan sonraki bir saat içinde %100 doğru sonuçlar sağlar.
Perdue, “Bizim yaklaşımımız, risk belirteci olarak Bacteroides adı verilen bir dışkı göstergesini kullanmaktı” dedi. Mohit VermaDoçent Ziraat ve Biyoloji Mühendisliği. Verma ve dokuz doktora sonrası araştırmacı, lisans öğrencisi ve yüksek lisans öğrencisinden oluşan ekibi sonuçlarını yayınladı Biyosensörler ve Biyoelektronik Dergisi’nde. tarımVerma’nın baş teknoloji sorumlusu olarak görev yaptığı yeni kurulan bir şirket olan Purdue Innovates, Teknoloji Ticarileştirme Ofisi aracılığıyla teknolojiyi lisanslıyor.
Verma, “Amaç, yakındaki hayvancılık operasyonları veya taze ürün operasyonlarındaki diğer yaban hayatı için ne gibi risklerin olabileceğini tahmin etmektir” dedi. Genellikle bu, patojenlerin ölçülmesiyle yapılır. Üründe patojen mevcutsa atılır. Ancak kısa raf ömrüne sahip ürünlerle ilgili düzenleyici gerekliliklere uygun olarak patojenleri düşük seviyelerde tespit etmek zorluklar yaratır.
Verma’nın kullandığı tekniğe döngü aracılı izotermal amplifikasyon (LAMP) denir. Ekip bunu tarımsal kullanıma yönelik hızlı sonuçlar elde etmek için yenilikçi, kağıt bazlı bir cihaza uyguladı. Verma’nın ekibi daha önce bu testleri sığırlarda solunum hastalığı ve COVID-19 için geliştirmişti.
Ortak yazarlar dergi makalelerinde “Bildiğimiz kadarıyla bu çalışma, yeni bir ürün grubunda uygulanan taşınabilir LAMP test platformunun ilk gösterimini temsil ediyor” diye yazdı.
Yeni makale önceki sonuçları iyileştiriyor Gıda Mikrobiyolojisi Dergisi’nde yayınlandı Bu yıl Purdue’de ziraat ve biyoloji mühendisliği alanında doktora derecesi alan baş yazar Jiangshan Wang, Verma ve meslektaşları tarafından.
Bacteroideles domuz, tavuk ve sığırlarda bulunan dışkısal bir organizmadır. E. Taze ürünlerle ilişkili gıda kaynaklı patojenlerin çoğu, E. coli ve Salmonella dahil olmak üzere bağırsaktan kaynaklanır.
Purdue ekibi sistemi Salinas, Kaliforniya’daki ticari bir marul çiftliğinde ve Purdue yakınlarındaki bir tarlada test etti. Hayvan Bilimleri Araştırma ve Eğitim Merkezi West Lafayette, Indiana’da. Test alanı boyunca yerleştirilen plastik bayraklardan mikrobiyal örnekler toplandı.
Verma’nın deneyinde plastik tabakalardan yapılmış küçük bayraklar bir hafta boyunca biyoaerosol örnekleri topladı. Deneyler saha ve laboratuvar testlerini karşılaştırdı. Kantitatif polimeraz zincir reaksiyonu testi için tüm bayraklar laboratuvara getirildi. Verma, “Bu, bakteriyodeli ve dolayısıyla dışkı kirliliği seviyesini ölçmenize olanak tanıyor” dedi.
Ancak damla dağıtıcı, kağıt bazlı cihaz ve ısıtma görüntüleme cihazından oluşan yeni tahlil kitiyle yetiştiriciler tüm süreci sahada yürütebilir. Toplama bayrağını temizledikten sonra üzerine belirli bir hacmi dağıtmak için önceden sıvıyla doldurulmuş bir damla dağıtıcı yerleştiriyorlar.
Sıvılar, numunelerdeki DNA’yı tespit etmek için gerekli bileşikleri içeren kağıt cihazlar üzerine yayılır. Kağıt cihazı daha sonra sıcak görüntüleyiciye girer. Bir saat sonra cihaz ne kadar Bacteriodel bulunduğunu ortaya koyuyor. Test, yetiştiricilerin görsel bir incelemeden sonra genellikle tarlalarında olup bitenlerden sezgisel olarak şüphelendiğini doğrulayan niceliksel test sonuçları sağlar.
Saha test sonuçları laboratuvar sonuçlarıyla %100 uyumludur. Çok düşük veya çok yüksek konsantrasyonda kontaminasyon içeren numuneleri içerirler. Verma, saha testlerinde kirlilik seviyelerinin tam değişimini elde etmenin zor olduğunu ancak bunun devam eden çalışmanın bir parçası olduğunu belirtti.
Saha testlerinde orta düzey kontaminasyon aralığındaki numuneler eksikti ve bu durum çoğu tutarsızlığa yol açıyordu. Bununla birlikte, test santimetre kare başına Bacteroideles DNA’sının yalnızca üç kopyasını tespit edebilmektedir. Verma, tüm kirletici maddelere yönelik testlerin laboratuvar testleriyle %90’ın üzerinde uyum sağlayacağını tahmin etti.
Düşük Bacteroidetes seviyeleri düşük riskli bir konumu gösterir. Yüksek seviyeler dikkatli olunması gerektiğine işaret eder. Yüksek düzeyde bir kontaminasyon, bir test pedinde santimetre kare başına 1000’den fazla DNA kopyası bulunması ve bir kopyanın geniş bir bakteri sınıfından bir hücreye karşılık gelmesi olacaktır. Alt seviye santimetre kare başına 10 kopya olacaktır.
Verma, “En büyük sınırlama, bu sayıların ne anlama geldiğini hala bilmiyor olmamızdır” dedi. “İçinde ne var? Eşiği nereden ayarlayacağız? Bu devam eden bir çalışmadır” dedi.
Baş yazarlar Wang ve doktora öğrencisi Simerdeep Kaur. Tarım ve Biyomühendislik BölümüTestler ve kağıt bazlı cihazlar geliştirir ve saha testleri gerçekleştirir. Ortak yazarları Weldon Biyomedikal Mühendisliği Okulu Ve Elmore Ailesi Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Okulu Bir ısıtma görüntüleyici geliştirildi. Diğer ortak yazarlar saha testi hazırlığına ve cihaz optimizasyonuna yardımcı oldu.
Çalışma, Verma’nın grubunun laboratuvarda yeni bir şey yaratmaktan onu sahada test etmeye kadar geçen yeteneğini gösteriyor. “Bunu herkes yapamaz ve kesinlikle tek başınıza da yapamazsınız. Bu, gördüğünüz yazarların listesiyle belirtiliyor,” dedi Verma.
Bu projenin finansmanı nereden geldi? Üretim Güvenliği Merkezi, Kaliforniya Gıda ve Tarım Bakanlığı Ve ABD Tarım Bakanlığı Tarımsal Pazarlama Hizmetleri. Verma, buluşu Purdue Innovate’in Teknoloji Ticarileştirme Ofisi’ne açıkladı; ofis, fikri mülkiyeti korumak için patent başvurusunda bulundu. OTC Verma’nın şirketi teknolojinin lisansını Krishi’ye verdi. Tarım şu anda ticarileştirme için sermaye artırıyor.
Purdue Üniversitesi Hakkında
Purdue Üniversitesi, geniş ölçekte mükemmellik sergileyen bir kamu araştırma kurumudur. Amerika Birleşik Devletleri’ndeki en iyi 10 devlet üniversitesi ve en iyi dört kolejden ikisi arasında yer alan Purdue, bilgiyi rakipsiz bir kalite ve ölçekte keşfeder ve yayar. Yaklaşık 50.000’i West Lafayette kampüsünde olmak üzere, Purdue’de çeşitli yöntem ve yerlerde 105.000’den fazla öğrenci eğitim görmektedir. Uygun fiyat ve erişilebilirliğe önem veren Purdue’nin ana kampüsü, öğrenim ücretlerini art arda 13 yıl boyunca dondurdu. Indianapolis’teki ilk kapsamlı kentsel kampüsü olan Mitchell E. Purdue’nin, aralarında Daniels, Junior School of Business, Purdue Computes ve OneHealth girişiminin de bulunduğu bir sonraki dev sıçramaya yönelik amansız arayışında ne kadar amansız olduğunu görün.