TEKNOLOGI NANOBIOSENSOR UNTUK MENDETEKSI Salmonella

badan pengawas obat dan makanan amerika serikat (Nanowerk spotlight) telah menerbitkan buku pedoman yang berjudul bad bug book, buku ini mennyajikan fakta-fakta dasar mengenai foodborne jasad renik pathogenic dan toksin alami. Diantaranya Salmonella, E. coli, amuba/parasit protozoa (binatang bersel satu), cacing (worm), virus, toksin alami dan bahan lain yang terdapat dalam makanan. Yang bisa membuat kita terlihat cantik atau sakit. Pusat pengendali dan pencegahan penyakit mendapatkan data statistik yang mengejutkan bahwa dalam setiap makanan yang kelihatannya enak dan menarik tersebut terdapat 76 juta penyakit, 325.000 orang opname, 5000 orang meninggal setiap tahunya diamerika serikat.
Tiga bakteri pantogen yang paling bertanggung jawab atas kematian 1500 orang setiap tahunnya adalah Salmonella, Listeria, dan Toxoplasma. Dan salmonella lah yang paling utama menjadi penyebab utama kematian dalam kasus penyakit yang ditimbulkan makanan. Sumbernya adalah telor mentah atau setengah matang, daging dan unggas setengah matang, produk susu, makanan hasil laut, sayur-mayur dan buah-buahan. Pada dasarnya semua yang biasa kita makan mengandung bakteri tersebut. Bakteri pathogenic Salmonella merupakan yang paling utama untuk dideteksi dalam analisa mikrobiologi demi keselamatan kita atas makanan yang dikonsumsi.
Beberapa metode telah dikembangkan untuk mendeteksi bakteri pantogen ini. Yang menjadi tantangan terbesar adalah bagaimana tingkat kepekaan dan kecepatan pendeteksian. Saat ini nanotechnology biosensor berpotensi untuk mendeteksi bacteri pantogen ini dengan ketelitian dan tinggkat akurasi yang sangat tinggi.
"Early detection of foodborne pathogenic bacteria is critical to prevent disease outbreaks and preserve public health". ("Awal pendeteksian bakteri makanan pathogenic sangat kritis untuk bisa mencegah penjangkitan penyakit dan pemeliharaan kesehatan masyarakat") demikian unkapan bosoon park kepada nanowerk. "Current detection techniques such as ISO method 6579, fluorescent-antibody (FA), enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), or polymerase chain reaction (PCR) are time-consuming, cumbersome, and have limited sensitivity.”, (" secara teknis pendeteksian seperti metode ISO 6579, fluorescent-antibody ( FA), immunosorbent pengujian kadar logam enzyme-linked ( ELISA), atau polymerase reaksi berantai ( PCR) memakan waktu, susah, dan kepekaanya sangat tebatas."
bosoon park merupakan bagian dari departemen petanian amerika serikat yang terdiri dari regu yang mencakup ilmuwan dari Universitas Georgia dan dari Korea. Riset makanan ini Dirikan dan dikembangkan untuk pendeteksian bakteri dengan metoda efektif.
"Our nanotechnology based biosensor has shown great potentials for protein, virus, and bacteria detection with high sensitivity and high resolution" ("Nanotechnology kami yang bedasarkan biosensor telah menunjukkan potensi yang besar untuk protein, virus, dan pendeteksian bakteri dengan kepekaan dan resolusi tinggi” )kata Dr. Yiping Zhao, yang merupakan guru besar tamu ilmu fisika di University of Georgia. "This bio-functional hetero-nanorod detection method has great potential in the food safety industry as well as in biomedical diagnostics." (“pendeteksian Bio-Functional dengan metoda hetero-nanorod mempunyai potensi yang besar dalam penyelamatan industri makanan seperti halnya didalam biomedical diagnostik").


Tim riset, yang terdiri dari Dr. Ralph A. Tripp dari Department of Infectious Diseases at the University of Georgia, membuat suatu hetero-structured silicon/gold nanorod array oleh the glancing angle deposition (or GLAD)metoda film tipis/encer dan functionalized dengan anti-Salmonella antibodies dan organic dye molecule. Yang berkaitan dengan perbandingan alami tertinggi dari silikon nanorods, organic dye molecule berkait dengan silikon nanorods menghasilkan suatu fluorescence pada tingkatkan atas ketika menangkap dan pendeteksian Salmonella.

(Gambar kiri) : contoh gambar fluorescence Salmonella yang diberi dengan zat penyeran kuman darah heterostructured nanorods. bintik hijau menandakan hal positif ketika diidentifikasi. (gambar kanan): Di penempatan yang sama, di bawah cahaya putih, ada juga partikel unsur dan mengumpulkan bahwa dapat diamati. Unsure Partikel mempunyai dua penampilan berbeda, yaitu partikel unsur diperpanjang tebal dan unsur partikel lebih panjang tipis/encer. Dari orientasi dan penempatan unsure partikel (gamba kiri), mungkin saja disimpulkan para unsur partikel yang lebih panjang biru ini sesuai dengan florescence unsur partikel, yaitu., mereka adalah nanorods, sedang unsur partikel yang beruban/kelabu, lebih tebal adalah baktei Salmonella. ( Gambar: Junxue Fu, Universitas Georgia)

Kelompok mereka melaporkan penemuan mereka di nanotechnology edisi online pada 11 maret 2008 yang berjudul biosensor hetero-nanorod-based untuk pendeteksian Salmonella.
Mereka menjelaskan teknik tradisional mikrobiologi itu dengan metode ISO 6579 untuk mendeteksi pathogens hingga lima hari untuk memperoleh hasil positif. mencakup pre-enrichment, selective enrichment and confirmation of colonies, yang memakan waktu dan pemeriksaaan laboratorium secara intensive. Disisi lain dengan metoda kultur hasil yang didapatkan sangat menurun dan kepekaan yang rendah untuk tingkat pencemaran rendah di dalam contoh itu.
Sejumlah penyelidik sudah menggunakan teknik fluorescent-antibody ( FA) untuk pendeteksian Salmonella. Walaupun prosedur FA sangat menguras waktu, sejumlah besar pathogen perlu dihadirkan untuk mendapat sainyal penemuan.pada umumnya ini berarti teknik kultur pengayaan itu diperlukan sebelum immunofluorescence mikroskopi. Sebagai konsekwensi, pemeriksaaan prosedur FA untuk pendeteksian Salmonella belum digunakan secara rutin.
Zhao mendaftar sebagian dari teknik nanotechnology ini: pendeteksian dengan luminesensi yang menggunakan titik kuantum, melokalisir permukaan plasmon resonansi dari metalik nanoparticles, peningkatan fluorescence, dye immobilized nanoparticles, atau Raman reporter molecule immobilized metallic nanoparticles.
"Semua nanostructures yang menggunakan aplikasi biosensing mempunyai dua karakteristik" ia mengatakan "Pertama, mereka berisi mekanisme pengenalan tertentu untuk menetapkan analyte, sebagai contoh antibodies atau enzim. Ke dua, mereka bisa menghasilkan suatu isyarat pembeda dari analyte dan isyarat ini bisa dihasilkan oleh nanostructures dari mereka sendiri atau yang diproduksi oleh pemberian isyarat molekul untuk menghentikan yang terdapat di nanostructures."
dalam eksperimen mereka, Zhao, park, Tripp dan kolaborator mengatur siasat untuk menangkap Salmonella bakteri tunggal dengan antibodies yang dihubungkan pada emas dan dideteksi oleh beribu-ribu dye molekul yang berhenti diatas silikon nanorods.
Junxue Fu, seorang siswa lulusan di kelompok Zhao'S dan pengarang paper pertama, untuk point-point komponen tunggal dari nanostructures, Hetero Nanostructures menyediakan suatu platform untuk memecahkan masalah ini. Begitu, molekul fungsional yang berbeda dapat dihentikan dari komponen hetero-nanostructure yang berbeda untuk meningkatkan kecerdasan pendeteksian.
Pada prinsipnya, protokol yang dikembangkan didalam studi ini bisa digunakan untuk pendeteksian bakteri pathogenic makanan yang lain seperti E.Coli, Staphylococcus, Campylobacter dan racun makanan seperti Ricin, Abrin, atau Clostridium Botulinum jika antibodies yang sesuai untuk konjugasi dengan nanorod substrates. Apalagi, pendeteksian dye yang berpijar dapat juga digantikan oleh jenis dye lain atau yang berpotensi kuantum pemberian titik itu bisa mempertimbangkan pendeteksian yang terdiri dari banyak bagian.
cerita Nanobiosensor ini mempunyai pendekatan luas dalam industri makanan, para safety inspection agencies, para agen pemerintah yang mengatur keselamatan makanan, dan peneliti yang memusatkan riset keselamatan dan biosecuras.
By Michael Berger. Copyright 2008 Nanowerk LLC