Negli alimenti possono essere presenti diversi batteri patogeni in grado di causare pericolose infezioni o intossicazioni anche in concentrazioni minime. Attualmente il rilevamento di patogeni alimentari è già possibile ma solo al di sopra di un certo limite di rilevabilità (limit of detection). Recentemente, un gruppo di ricercatori della Washington State University ha messo a punto un biosensore portatile basato sulle nano-tecnologie capace di rilevare anche quantità minime di Escherichia coli O157:H7, responsabile di diverse patologie intestinali e renali.
I biosensori sono dispositivi che utilizzano un elemento di riconoscimento biologico mantenuto a contatto diretto con un trasduttore. I biosensori possono essere direttamente rappresentati come dispositivi che convertono un evento fisico o biologico in un segnale misurabile. Nel dettaglio, essi sono costituiti da tre parti: il primo elemento è il biomediatore (es. materiali di derivazione biologica o biomimetici, tessuti, microrganismi, organelli, recettori cellulari, enzimi, anticorpi, acidi nucleici, ed elementi biologici creati con l’ingegneria genetica), il secondo elemento è il trasduttore (fisico-chimicho, ottico, piezoelettrico, elettrochimico, ecc) che trasforma il segnale risultante dalla interazione dell’analita con l’elemento biologico in un segnale che può essere misurato e quantificato; infine, il terzo elemento è relativo alla componente elettronica e all’elaborazione dei segnali, per ottenere risultati facilmente interpretabili.
Gli scienziati della Washington State University hanno sviluppato una particella su scala nanometrica, costituita da un mix di molecole organiche e inorganiche, che si presenta come un microscopico fiore. Grazie all’ampia superficie fornita dai suoi petali, è possibile immobilizzare gli enzimi necessari al riconoscimento dei batteri anche a livelli bassissimi. Questo nano-fiore è quindi in grado di riconoscere il batterio e di amplificarne il segnale in modo che possa essere rilevato con un normale indicatore di pH (ad esempio, pHmetro o cartina tornasole). “L’obiettivo dello studio” ha affermato Yuehe Lin, professore di Meccanica e Ingegneria dei Materiali “è di creare un semplice dispositivo portatile che tutti possano usare, come un test di gravidanza o un misuratore portatile di glicemia”. I ricercatori stanno già lavorando su altri componenti che permettano di creare nano-fiori capaci di rilevare ad altri agenti patogeni.
Maria Laura Luprano
Fonti:
– Ye et al. 2016. Bioinspired Synthesis of All-in-One Organic–Inorganic Hybrid Nanoflowers Combined with a Handheld pH Meter for On-Site Detection of Food Pathogen. Small- NanoMicro
– Thevenot et al. 2001. Electrochemical Biosensors: Recommended Definitions and Classification Pure and Applied Chemistry
