농업용 포토닉스 감지기 과일과 채소에서 박테리아를 발견할 수 있음

연구에 따르면 과일과 채소의 살충제는 매년 최대 11,000명의 사람들을 죽이고 전 세계적으로 의도치 않게 최대 385억 XNUMX만 명을 중독시키는 것으로 나타났습니다.

미세한 화학 물질과 유해 박테리아에 대한 식품 모니터링에는 며칠이 걸릴 수 있으며 테스트 및 분석을 위해 소량의 배치를 실험실로 보내는 작업이 포함됩니다. 이제 몇 분 안에 결과를 제공하기 위해 포토닉스를 사용하여 미세하게 유독한 원소의 흔적을 찾아낼 수 있는 새로운 검출기가 개발 중입니다.

초고감도 검출기는 가벼운 입자를 이용하여 기존 기술보다 50~100배 더 빠르게 살충제 또는 박테리아의 가장 작은 흔적을 찾아냅니다.

현재 EU가 자금을 지원하는 컨소시엄에서 개발 중인 이 시스템을 통해 작업자는 현재 수행되는 것보다 수십 개의 과일 및 채소 샘플을 모니터링하여 살충제 또는 박테리아를 확인할 수 있습니다. 샘플 준비에서 검출에 이르기까지 새로운 시스템은 현재 시간의 극히 일부인 30분 이내에 결과를 제공할 수 있습니다.

팀은 레이저 광을 사용하여 화학적 또는 생물학적 분석 물질을 감지하는 매우 민감한 시스템을 사용하고 있습니다. 플라스모 광자 이중 모드 다중화 센서라고 하는 이 시스템은 화학 물질이나 염료를 마커로 사용하지 않고도 라벨 없이 박테리아나 살충제를 찾아낼 수 있습니다.

식품이 빠르게 변질될 수 있고 현재 장기간의 안전 검사를 수행할 수 있다는 점을 감안할 때 공장은 종종 검사를 덜 수행할 수 있으며 이는 매우 효율적인 모니터링 기술이 있는 국가에서도 소비자가 독극물과 박테리아에 노출될 위험이 더 크다는 것을 의미합니다.

과일과 채소와 관련된 안전 검사는 종종 무작위 배치로 만들어진 다음 실험실로 보내지며 며칠이 걸릴 수 있습니다. 시간과 비용으로 인해 슈퍼마켓 및 레스토랑과 같은 가치 사슬의 중요한 부분에서는 이러한 확인을 수행할 수 없습니다.

매년 385억 XNUMX만 명이 살충제가 함유된 과일이나 채소를 먹음으로써 의도치 않게 중독되고 수천 명이 사망할 뿐만 아니라 음식과 물을 통해 섭취할 경우 이러한 살충제를 통해 선천적 결함, 암, 유전적 질환을 비롯한 여러 치명적인 장기 상태가 발생할 수 있습니다. 결함, 혈액 장애 및 신경 독성.

GRACED라고 하는 프로젝트는 현재 CyRIC(Cyprus, Cyprus Research and Innovation Centre, Cyprus)에서 조정하고 있으며 유럽 전역의 전문가 컨소시엄이 포함되어 있습니다. 개발자들은 소수의 살충제로 미생물학적 또는 화학적 오염을 감지하기 위해 물을 조사하는 기존 센서 중 하나에서 영감을 얻었습니다.

GRACED라고 하는 이 프로젝트는 현재 키프로스 연구 및 혁신 센터인 CyRIC에서 조정하고 있으며 유럽 전역의 전문가 컨소시엄이 포함되어 있습니다.

시스템은 센서 표면에 대한 오염 물질의 '결합'을 살펴봄으로써 작동하며, 유해 성분이 존재할 때 새로운 고유 신호를 생성합니다.

플라즈마 광자 이중 모드 다중화 센서를 사용하여 GRACED 팀은 분자 수준에서 식별할 수 있는 가장 민감한 감지 기술 중 하나를 사용합니다.

센서 표면의 수용체는 특정 박테리아 또는 화학 물질에 특별히 '조정'되어 있으므로 관심 있는 분석물만 센서를 따라 캡처됩니다.

센서에서 이동하는 빛은 센서 표면에 완전히 노출된 소멸장을 생성하고, 리셉터는 샘플이 통과할 때 레이저 광의 속도 변화와 출력에서의 간섭 패턴으로 인해 오염 물질을 인식할 수 있습니다.

이 변화는 일련의 기존 값에 대해 정확하게 측정하고 결정할 수 있으며 증폭 없이도 피코몰에서 아토몰(pM–aM) 범위에서 예상되는 오염 물질에 대한 즉각적인 진단을 제공할 수 있어야 합니다.

GRACED 팀은 애플리케이션이 여러 차세대 식품 생산 대안에 매우 유용하다고 보고 있습니다.

“수직 또는 도시 농장은 모든 것이 통제된 방에서 수행되는 실험실과 같습니다. 수질을 제어하는 ​​것은 이러한 유형의 농장의 성공에 매우 중요하며 이 프로세스가 자동화되면 훨씬 더 좋습니다.”라고 프로젝트 코디네이터 Alessandro Giusti가 말했습니다.

“일부 도시 농장은 오염의 위험이 있는 곳에서 관개용으로 사용되는 싱크 물인 '회수'를 사용하고 있습니다. 따라서 우리와 같은 솔루션은 미래형 식품 생산에 매우 보완적일 것입니다.”

2024년에 끝나는 GRACED 프로젝트는 프랑스, ​​이탈리아, 헝가리에서 다양한 유형의 생산 시스템(재래식 야외 농업, 새로운 도시 농업, 짧은 농생태학적 가치 사슬, 반자동 농업)을 다루는 미래 시험을 수행할 것입니다.