Pesquisadores da Universidade Purdue revelaram tecnologia de biossensores destinada a transformar as práticas agrícolas, identificando rapidamente riscos de contaminação em produtos frescos.
O novo sistema, inspirado nos métodos de teste da COVID-19, demonstrou 100% de precisão dentro de uma hora posteriormente a coleta da modelo no campo, quando testado em uma rancho mercantil de produtos frescos.
“A abordagem que adotamos foi usar um indicador fecal chamado Bacteroidales porquê marcador de risco”, disse Mohit Verma, professor associado de engenharia agrícola e biológica de Purdue. O trabalho, documentado na revista Biosensors and Bioelectronics, é licenciado pela Krishi, startup onde Verma atua porquê diretor de tecnologia.
Tradicionalmente, a avaliação de riscos em produtos frescos envolve a mensuração de patógenos que, se detectados, levam ao descarte da colheita. No entanto, a detecção de agentes patogénicos em níveis baixos, conforme exigido pelas normas regulamentares para produtos com prazo de validade limitado, apresenta desafios substanciais. A solução da equipe de Verma envolve o uso da tecnologia de amplificação isotérmica mediada por loop (LAMP), anteriormente utilizada para diagnosticar doenças respiratórias bovinas e COVID-19. A inovação reside na implementação do LAMP em dispositivos baseados em papel, permitindo testes rápidos no lugar para aplicações agrícolas.
A pesquisa, conduzida em uma rancho mercantil de alface em Salinas, CA, e perto do Meio de Pesquisa e Instrução em Ciências Animais de Purdue, em West Lafayette, usou bandeiras plásticas para coletar amostras de bioaerossol. “Isso permite medir Bacteroidales e, portanto, o nível de contaminação fecal”, disse Verma. A precisão do sistema foi verificada comparando os resultados de campo e de laboratório, com o novo kit de experiência fornecendo aos produtores dados imediatos e acionáveis.
Os produtores usam um dispensador de gotas, pré-carregado com líquido, para limpar os sinalizadores de coleta. O líquido é logo dispensado em dispositivos de papel contendo compostos necessários para a detecção de DNA. Depois de colocar o dispositivo de papel em um termovisor de aquecimento, os resultados, disponíveis em uma hora, revelam a presença e o nível de Bacteroidales. A tecnologia oferece uma medida quantitativa, confirmando suspeitas de contaminação de campo e possibilitando intervenções oportunas.
Apesar da precisão promissora do sistema, Verma reconheceu a urgência de mais testes numa gama mais ampla de contaminação. Os testes de campo atuais careciam de amostras de contaminação intermediária, que são essenciais para uma validação abrangente. No entanto, o experiência detecta unicamente três cópias de ADN de Bacteroidales por centímetro quadro, sugerindo um ressaltado potencial para emprego agrícola generalizada.
A pesquisa também aborda o duelo de interpretar os níveis de contaminação. “Ainda não sabemos realmente o que esses números significam”, disse Verma. O estabelecimento de limites para os níveis de contaminação é um trabalho contínuo, vital para a implantação prática da tecnologia.
Os autores principais Jiangshan Wang e Simerdeep Kaur lideraram o desenvolvimento dos ensaios e dispositivos baseados em papel. O projeto também envolveu contribuições significativas da Escola de Engenharia Biomédica Weldon e da Escola de Engenharia Elétrica e de Computação da Família Elmore, particularmente no desenvolvimento do termovisor de aquecimento.
Nascente projeto ressalta a capacidade do grupo Verma de fazer a transição de inovações do laboratório para testes de campo, um feito que não é facilmente apanhado. Verma enfatizou o esforço colaborativo, destacando a extensa lista de colaboradores.
O financiamento para nascente projeto veio do Meio de Segurança de Produtos, do Departamento de Alimento e Lavoura da Califórnia e do Serviço de Marketing Agrícola do Departamento de Lavoura dos EUA. O Purdue Innovates Office of Technology Commercialization, que solicitou uma patente para esta tecnologia, emitiu uma licença para Krishi. A startup está atualmente levantando capital para levar a tecnologia ao mercado.
O estudo completo pode ser encontrado cá.
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