Onderzoekers ontwikkelen een nieuw, goedkoop, snel en accuraat lasergereedschap dat de groei van bacteriën in verpakt voedsel of medische bloedvoorraad kan detecteren zonder hun verpakking te storen.

De onderzoekers ontwikkelen een nieuw, goedkoop, snel en accuraat lasergereedschap dat bacteriëngroei in verpakt voedsel kan detecteren zonder het pakket te openen en een monster te nemen.

De onderzoekers - van de Zhejiang Normal University in China en de Umeå Universiteit in Zweden - beschrijven het apparaat en hoe ze het op twee soorten bacteriën in het dagboek hebben getest Toegepaste Optica .

De reden dat verpakt voedsel is "verkoopt" en "gebruiksdatum" -data is om het risico te vermijden dat het slecht kan gaan door de groei van bacteriën en andere micro-organismen - en ziekte veroorzaken.

Dergelijke voorzorgsmaatregelen betekenen dat voedsel vaak onnodig korte houdbaarheid heeft. Een beter begrip van het groeiproces van micro-organismen - en de detectie daarvan - kan helpen om voedselafval te verminderen en misschien ook het aantal mensen die voedselvergiftiging krijgen, let op de onderzoekers.

Net als in de geneeskunde, zou een hulpmiddel die snel en niet-invasieve bacteriële groei kan detecteren, tijd besparen en afval van waardevolle medische hulpbronnen verminderen.

Bijvoorbeeld, het is belangrijk om snel en accuraat de kwaliteit van de bloedmonsters te kunnen meten. Als ze besmet zijn, mogen ze worden weggegooid en herhaald. Ook bacteriegroei in medisch bloed levert - hoewel zeldzaam - het bloed weggeworpen moet worden. En als het niet wordt gedetecteerd, dan bestaat het risico om patiënten te infecteren en mogelijk de dood.

Een snel screeningsmiddel betekent dat een groter percentage bloed direct kan worden getest op mogelijke bacteriële besmetting.

Optische spectrometrie is gevoelig en geeft directe resultaten

Echter, micro-organismen zijn complexe wezens - hun groei wordt aangedreven door veel factoren. Dit maakt het moeilijk om te schatten hoeveel bacteriën aanwezig zijn in verzegelde verpakkingen van voedsel of bloed.

Voor hun studie richtte het team op het feit dat bacteriën gas uitstoten, bijvoorbeeld kooldioxide, zoals ze zich vermenigvuldigen. Eerste auteur Jie Shao, assistent-professor aan het Instituut voor Informatie-optica in Zhejiang, zegt:

Door het niveau van [kooldioxide] in een bepaald gesloten compartiment te beoordelen - fles of zak - is het mogelijk om de microbiële groei te beoordelen."

De technologie die veel belofte voor nauwkeurige meting van de gassamenstelling toont is optische spectrometrie. Het is zeer gevoelig, biedt directe resultaten en kan niet-invasieve worden gebruikt, zoals door glas of doorzichtige films en kunststoffen die gebruikt worden om voedsel te verpakken.

Voor hun studie richten de onderzoekers zich op een bepaalde optische technologie genaamd "tunable diode laser absorption" of TDLAS. Zij hebben besloten om het te onderzoeken omdat het alle technische vereisten van een meetinstrument combineert "met gebruiksvriendelijkheid en lage kosten", verklaart prof. Shao.

TDLAS kan in een mengsel concentraties van verschillende gassen - inclusief koolmonoxide, kooldioxide, water en methaan - meten. Het maakt gebruik van afstembare diode lasers om hun aanwezigheid te meten via absorptiespectrometrie - een techniek die verbindingen kan detecteren op de specifieke en unieke manier waarop hun elementen verschillende golflengten van licht absorberen.

Het TDLAS-apparaat dat het team ontwikkelt bestaat uit een afstembare laser diode als de lichtbron, beam-shaping optics, een plaats om het monster te dragen, plus ontvangstoptiek en een of meer detectors.

Ontdekt gassen op delen per miljard

Het apparaat werkt op het principe dat wanneer u een licht op een monster schijnt, de verschillende gassen bevat, elk een bepaalde golflengte absorberen.

Door de afstelbare diodes te geven om verschillende golflengten af ​​te geven, bepaalt het apparaat, wanneer een gas in het monster een bepaalde golflengte absorbeert, de hoeveelheid aanwezige gas uit de vermindering in de gemeten signaalintensiteit (de signaal-ruisverhouding).

Het combineren van de snelle tuning techniek met een methode genaamd "golflengte modulatie" of WM maakt TDLAS nog gevoeliger. Deze techniek heet "WM-TDLAS."

Prof. Shao zegt dat een van de eigenschappen die de technologie bijzonder aantrekkelijk maakt, is dat het gassen bij zeer lage concentraties kan detecteren - in de volgorde van de delen per miljard.

"Afgezien van concentratie," voegt Shao toe, "het is ook mogelijk om andere eigenschappen van het gas onder observatie te bepalen - temperatuur, druk, snelheid en massa flux."

In hun document beschrijft het team hoe zij de WM-TDLAS-aanpak testen op twee soorten bacteriën, Staphylococcus aureus en Candida albicans , En vond dat het "high-signal-to-noise-ratio data kan produceren van bacteriën die in beperkte ruimten worden gegroeid en blootgesteld worden aan beperkte hoeveelheden voedingsstoffen."

Prof. Shao zegt dat de methode real-time analyse kan leveren en notities:

Hoewel we hadden verwacht dat de WM-TDLAS techniek geschikt zou zijn om bacteriële groei te beoordelen, verwachtte we dit niveau van nauwkeurigheid niet."

Het team is nu van plan de techniek te ontwikkelen voor het opsporen van microbiële groei in een scala aan andere toepassingen buiten voedsel en medische benodigdheden.

Ondertussen, Medical-Diag.com Onlangs geleerd hoe de lasertechnologie in een ander medisch veld de chirurgen heeft geactiveerd om de bloed-hersenbarrière te openen om chemotherapie mogelijk te maken om glioblastoom, de meest voorkomende en agressieve hersenkanker, te zappen.

The Great Gildersleeve: Gildy the Athlete / Dinner with Peavey / Gildy Raises Christmas Money (Video Medische En Professionele 2023).