Los investigadores han utilizado los restos fosilizados de algas para dar un paso clave hacia la detección más sensible de contaminantes nocivos en los alimentos.
Los hallazgos son importantes porque las estadísticas de enfermedades transmitidas por alimentos pintan una imagen sombría: cada año, 48 millones de personas se enferman por alimentos contaminados, 128,000 terminan en el hospital y 3,000 mueren, según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades.
El trabajo de Alan Wang de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Estatal de Oregón y sus colaboradores en China involucró a la diatomita, que se deriva de las paredes celulares fosilizadas de diatomeas y nanopartículas de oro.
Las diatomeas, cuyas especies suman más de 200,000, tienen un gran potencial para biosensores, con sus intrincadas paredes celulares, conocidas como frustules, que ofrecen aplicaciones prometedoras de nanotecnología.
Diatomita, observa Wang, "está esencialmente compuesto de biosilica hidratada con nanoporos periódicos y posee características de cristal fotónico".
Esas características permiten que la nanoestructura altere el movimiento de la luz; piense en la iridiscencia de los ópalos, gemas con las que se han comparado las frústulas de diatomeas.
"En esta investigación, las características del cristal fotónico mejoran la intensidad del campo óptico, lo que significa detección con mayor sensibilidad", dijo Wang, profesor asociado de ingeniería eléctrica e informática.
Los investigadores utilizaron la diatomita como la matriz de una placa de cromatografía de capa delgada y también como el sustrato para la dispersión Raman con superficie mejorada.
La cromatografía de capa fina, o TLC, es una tecnología simple y de larga data ampliamente utilizada en la separación de moléculas pequeñas, y la espectroscopía Raman de superficie mejorada, conocida como SERS, es una plataforma de detección de agentes químicos y biológicos.
"En conjunto, SERS y TLC pueden crear un método poderoso para la identificación in situ de contaminantes que es simple y rápido y no requiere un preprocesamiento complicado de la muestra", dijo Wang.
Wang e investigadores de dos universidades en China, la Universidad de Liaoning Shihua y la Universidad de Ciencia y Tecnología de Shandong, construyeron un dispositivo de cristal fotónico "laboratorio en un chip" que monitoreó con éxito la histamina en el salmón y el atún.
"La histamina proviene de la descomposición de la carne", dijo Wang. "No tiene olor ni sabor y el consumo produce síntomas como dolores de cabeza y erupción cutánea. El pescado fresco generalmente contiene cantidades insignificantes de histamina, pero algunos pescados como el atún ylas sardinas son particularmente susceptibles a producirlo si no se almacenan adecuadamente antes del consumo ".
No solo es imposible para las personas saber si están comiendo histamina, históricamente también ha sido difícil detectarla científicamente.
"En solución es muy fácil, pero enterrado en los alimentos es muy difícil simplemente por toda la interferencia de fondo resultante de los componentes complicados de la carne", dijo. "Las proteínas, grasas, carbohidratos, todos oscurecen la señal de histaminacuando intentas detectarlo "
Pero las propiedades de cristal fotónico de la diatomita actúan como un amplificador innovador y potente para la detección óptica.
"Las nanopartículas de oro y la capa de diatomita suministran casi 10 veces la intensidad de la señal SERS en comparación con una placa de cromatografía de gel de sílice común", dijo Wang. "Hicimos un dispositivo simple y económico para aislar e identificar contaminantes. Este dispositivo en chipse puede aplicar como un biosensor barato y robusto para monitorear una variedad de ingredientes dañinos en muestras de alimentos "
El Departamento de Agricultura de EE. UU., Los Institutos Nacionales de Salud y la Universidad de Liaoning Shihua apoyaron esta investigación. Los hallazgos se publicaron en la revista Materiales .
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Oregón . Original escrito por Steve Lundeberg. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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