الضوئيات الزراعية مدخل بطاقة الذاكرة : نعم قادرة على اكتشاف البكتيريا على الفاكهة والخضروات

توصلت الأبحاث إلى أن المبيدات الحشرية الموجودة في الفاكهة والخضروات تقتل ما يصل إلى 11,000 شخص كل عام وتسمم عن غير قصد ما يصل إلى 385 مليون شخص في جميع أنحاء العالم.

يمكن أن تستغرق مراقبة الأطعمة بحثًا عن المواد الكيميائية المجهرية والبكتيريا الضارة أيامًا وتتضمن إرسال دفعات صغيرة إلى المختبرات للاختبار والتحليل. الآن يتم تطوير كاشف جديد يمكنه اكتشاف الآثار الدقيقة للعناصر السامة باستخدام الضوئيات لإعطاء نتيجة في غضون دقائق.

يقوم الكاشف فائق الحساسية بتسخير جزيئات الضوء لاكتشاف أصغر آثار مبيدات الآفات أو البكتيريا أسرع من التقنيات الحالية بحوالي 50 إلى 100 مرة.

يجري تطوير النظام حاليًا بواسطة اتحاد ممول من الاتحاد الأوروبي ، وسيسمح النظام للعمال بالتحقق من وجود مبيدات حشرية أو بكتيريا من خلال مراقبة عشرات عينات الفواكه والخضروات أكثر مما يتم إجراؤه حاليًا. من تحضير العينة إلى الاكتشاف ، يمكن للنظام الجديد تقديم نتيجة في أقل من 30 دقيقة - جزء صغير من الوقت في الوقت الحالي.

يستخدم الفريق نظامًا شديد الحساسية يستخدم ضوء الليزر للكشف عن التحليلات الكيميائية أو البيولوجية. يُطلق على النظام ، الذي يُطلق عليه مستشعر تعدد الإرسال ثنائي النسق البلازمودي ، اكتشاف البكتيريا أو المبيدات الحشرية الخالية من الملصقات ، دون الحاجة إلى استخدام مواد كيميائية أو أصباغ كعلامة.

بالنظر إلى أن الطعام يمكن أن يتحلل بسرعة وبفحوصات سلامة مطولة في الوقت الحاضر ، يمكن للمصانع في كثير من الأحيان إجراء فحوصات أقل مما يعني أن المستهلكين يواجهون مخاطر أكبر للتعرض للسموم والبكتيريا - حتى في البلدان التي لديها تقنيات مراقبة فعالة للغاية.

غالبًا ما يتم إجراء فحوصات السلامة المتعلقة بالفواكه والخضروات على دفعات عشوائية ثم يتم إرسالها إلى المختبر ، وهي عملية قد تستغرق أيامًا. نظرًا للوقت والتكاليف ، لا يمكن إجراء هذه الفحوصات في أجزاء مهمة من سلسلة القيمة مثل محلات السوبر ماركت والمطاعم.

كل عام ، يتعرض 385 مليون شخص للتسمم عن غير قصد من خلال تناول الفاكهة أو الخضار التي تحتوي على مبيدات الآفات ، ولا يموت الآلاف فقط ، ولكن عند تناولها عن طريق الطعام والماء ، يمكن أن تسبب هذه المبيدات مجموعة من الحالات المميتة طويلة الأجل ، بما في ذلك العيوب الخلقية والسرطانات والوراثية. العيوب واضطرابات الدم والسمية العصبية.

المشروع ، المسمى GRACED ، يتم تنسيقه حاليًا بواسطة CyRIC - مركز الأبحاث والابتكار القبرصي ، قبرص ويضم اتحادًا من الخبراء من جميع أنحاء أوروبا. استلهم المطورون من أحد أجهزة الاستشعار الموجودة لديهم والتي تقوم بفحص المياه للكشف عن التلوث الميكروبيولوجي أو الكيميائي بعدد صغير من المبيدات.

المشروع ، المسمى GRACED ، يتم تنسيقه حاليًا بواسطة CyRIC - مركز الأبحاث والابتكار القبرصي ، ويضم اتحادًا من الخبراء من جميع أنحاء أوروبا.

يعمل النظام من خلال النظر إلى "ارتباط" الملوث بسطح المستشعر - مما ينتج عنه إشارة فريدة جديدة عند وجود مكون ضار.

من خلال مستشعر تعدد الإرسال الثنائي البلازمي الفوتوني ، يستخدم فريق GRACED واحدة من أكثر تقنيات الكشف حساسية المتاحة لتحديدها على المستوى الجزيئي.

نظرًا لأن المستقبلات الموجودة على سطح المستشعر "مضبوطة" على وجه التحديد لبكتيريا أو مادة كيميائية معينة ، يتم التقاط التحليلات المهمة فقط على طول المستشعر.

يولد الضوء المنتقل في المستشعر مجالًا زائلًا مكشوفًا بالكامل فوق سطح المستشعر ويمكن للمستقبلات التعرف على الملوثات عندما تمر عينة من خلالها بسبب التغيرات في سرعة ضوء الليزر وبالتالي نمط التداخل عند الخرج.

يمكن قياس هذا التغيير وتحديده بدقة مقابل مجموعة من القيم الموجودة - ويجب أن يكون قادرًا على إعطاء تشخيص فوري للملوث المتوقع في نطاق بيكومولار إلى أتومولار (pM – aM) دون الحاجة إلى التضخيم.

يرى فريق GRACED أن التطبيقات مفيدة للغاية للعديد من بدائل إنتاج الأغذية من الجيل التالي.

"المزارع العمودية أو الحضرية تشبه إلى حد ما المختبر حيث يتم إجراء كل شيء في غرف خاضعة للرقابة. قال منسق المشروع أليساندرو جيوستي ، "إن التحكم في جودة المياه مهم جدًا لنجاح هذه الأنواع من المزارع ، وإذا تمت أتمتة هذه العملية ، فهي أفضل".

"تستخدم بعض المزارع الحضرية" المياه الرمادية "- وهي عبارة عن مياه مغمورة تستخدم في الري - حيث يكون خطر التلوث ممكنًا. لذا ، فإن حل مثل حلنا سيكون مكملاً للغاية لإنتاج الغذاء في المستقبل ".

في نهاية عام 2024 ، سيجري مشروع GRACED تجارب مستقبلية في فرنسا وإيطاليا والمجر ، والتي تغطي أنواعًا مختلفة من أنظمة الإنتاج (الزراعة التقليدية في الهواء الطلق ، والزراعة الحضرية الجديدة ، وسلسلة القيمة الزراعية البيئية القصيرة ، والزراعة شبه الآلية).