"Este é um mercado de US $ 10 bilhões e todo mundo sabe disso." Essas são as palavras de Chris Hartshorn, CEO de um novo spinout do MIT - Xibus Systems - que tem como objetivo causar impacto na indústria de alimentos com seu novo sensor de segurança alimentar.

Hartshorn tem experiência considerável no apoio à inovação em agricultura e tecnologia de alimentos. Antes de ingressar na Xibus, ele atuou como diretor de tecnologia da Callaghan Innovation, uma agência governamental da Nova Zelândia. Grande parte da economia do país depende da agricultura e da alimentação, portanto, uma parte significativa da atividade de inovação é focada nesses setores.

Enquanto lá, Hartshorn entrou em contato com uma série de diferentes tecnologias de detecção de segurança alimentar que já estavam no mercado, com o objetivo de atender às necessidades dos produtores da Nova Zelândia e de outros ao redor do mundo. Ainda, "toda vez que havia um recall alimentar baseado em patógenos", diz ele, "iluminou o fato de que esse problema ainda não foi resolvido."

Ele viu inovadores em todo o mundo tentando desenvolver um sensor melhor de patógenos alimentares, mas quando a Xibus Systems abordou Hartshorn com um convite para se juntar como CEO, ele viu algo único em sua abordagem, e decidiu aceitar.

Novas partículas líquidas fornecem indicação rápida de contaminação de alimentos

A Xibus Systems foi formada no outono de 2018 para trazer um rápido, fácil, e tecnologia de detecção de segurança alimentar a preços acessíveis para usuários da indústria de alimentos e consumidores diários. O desenvolvimento da tecnologia, com base na pesquisa do MIT, foi apoiado por duas concessões de comercialização por meio do programa de soluções J-WAFS do Laboratório de Sistemas Alimentares Abdul Latif Jameel do MIT. É baseado em gotículas especializadas - chamadas de emulsões de Janus - que podem ser usadas para detectar contaminação bacteriana em alimentos. O uso de gotículas de Janus para detectar bactérias foi desenvolvido por uma equipe de pesquisa liderada por Tim Swager, o professor de química John D. MacArthur, e Alexander Klibanov, o Professor de Engenharia Biológica e Química da Novartis.

Swager e os pesquisadores em seu laboratório desenvolveram originalmente o método para fazer emulsões Janus em 2015. A ideia deles era criar uma partícula sintética com as mesmas qualidades dinâmicas da superfície das células vivas.

As gotículas de líquido consistem em dois hemisférios de tamanho igual, um feito de fluorocarbono tingido de azul e outro feito de um hidrocarboneto tingido de vermelho. Os hemisférios são de diferentes densidades, o que afeta como eles se alinham e quão opacos ou transparentes eles aparecem quando vistos de diferentes ângulos. Eles são, na verdade, lentes. O que torna essas micro-lentes particularmente únicas, Contudo, é a sua capacidade de se ligar a proteínas bacterianas específicas. Suas propriedades de ligação permitiam que eles se movessem, passando de um hemisfério vermelho para azul com base na presença ou ausência de uma bactéria específica, como Salmonella.

"Ficamos entusiasmados com o design, "Swager diz." É um método de sensoriamento completamente novo que poderia realmente transformar o mercado de sensoriamento de segurança alimentar. Ele mostrou resultados mais rápidos do que qualquer coisa atualmente disponível no mercado, e ainda poderia ser produzido a um custo muito baixo. "

As emulsões Janus respondem excepcionalmente rapidamente aos contaminantes e fornecem resultados quantificáveis ​​que são visíveis a olho nu ou podem ser lidos por meio de um sensor de smartphone.

"A tecnologia está enraizada em uma ciência muito interessante, Hartshorn diz. "O que estamos fazendo é casar essa descoberta científica com um produto de engenharia que atenda a uma necessidade genuína e que os consumidores realmente adotem".

Tendo já garantido quase US $ 1 milhão em financiamento inicial de uma variedade de fontes, e também sendo aceito no Sprout, um acelerador agroalimentar altamente respeitado, eles estão começando rapidamente.

Resolvendo um desafio da indústria de bilhões de dólares

Por que a velocidade é importante? No campo de testes de segurança alimentar, a prática padrão é cultivar amostras de alimentos para verificar se há formação de colônias de bactérias nocivas. Este processo pode levar muitos dias, e muitas vezes só pode ser realizado fora do local em um laboratório especializado.

Embora existam técnicas mais rápidas, eles são caros e requerem instrumentos especializados - que não estão amplamente disponíveis - e ainda requerem 24 horas ou mais do início ao fim. Nos casos em que há um longo atraso entre a amostragem de alimentos e a detecção de contaminantes, produtos alimentícios já podem ter chegado às mãos dos consumidores - e incomodado. Embora os casos de doença e morte que podem ocorrer por doenças de origem alimentar sejam alarmantes o suficiente, existem outros custos também. O recall de alimentos resulta em um enorme desperdício, não apenas dos próprios produtos alimentícios, mas do trabalho e recursos envolvidos em seu crescimento, transporte, e processamento. Os recalls de alimentos também envolvem lucros cessantes para a empresa. Só a América do Norte perde US $ 5 bilhões anualmente em recalls, e isso não conta os custos indiretos associados aos danos que ocorrem a determinadas marcas, incluindo perdas de participação de mercado que podem durar anos.

A indústria de alimentos se beneficiaria de um sensor que poderia fornecer leituras rápidas e precisas da presença e quantidade de contaminação bacteriana no local. A tecnologia de emulsão Janus do Swager Group tem muitos dos elementos necessários para atender a essa necessidade e a Xibus Systems está trabalhando para melhorar a velocidade, precisão, e design geral do produto para preparar o sensor para o mercado.

Dois outros pesquisadores financiados pelo J-WAFS ajudaram a melhorar a eficiência dos primeiros projetos de produtos. Mathias Kolle, professor assistente no Departamento de Engenharia Mecânica do MIT e recebedor de uma bolsa inicial J-WAFS 2017 separada, é especialista em materiais ópticos. Em 2018, ele e sua aluna Sara Nagelberg realizaram os cálculos que descrevem a interação da luz com as partículas de Janus para que a equipe de Swager pudesse modificar o design e melhorar o desempenho. Kolle continua envolvido, servindo com Swager na equipe de assessoria técnica da Xibus.

Esse esforço foi uma nova direção para o grupo Swager. Swager diz:"A tecnologia que desenvolvemos originalmente era completamente sem precedentes. Na época em que nos inscrevemos para receber uma bolsa da J-WAFS Solutions, estávamos trabalhando em um novo território e tínhamos resultados preliminares mínimos. Naquela hora, nós não teríamos feito isso, por exemplo, análises de financiamento do governo que podem ser conservadoras. O patrocínio da J-WAFS ao nosso projeto neste estágio inicial foi fundamental para nos ajudar a alcançar as inovações tecnológicas que servem como a base desta nova startup. "

O co-fundador da Xibus, Kent Harvey, também membro da equipe de pesquisa original do MIT, é acompanhado por Matthias Oberli e Yuri Malinkevich. Junto com Hartshorn, eles estão trabalhando em um protótipo para a entrada inicial no mercado. Na verdade, eles estão desenvolvendo dois produtos diferentes:um sensor de smartphone acessível aos consumidores comuns, e um dispositivo de mão portátil que é mais sensível e adequado para a indústria. Se eles forem capazes de construir uma plataforma de sucesso que atenda às necessidades da indústria de acessibilidade, precisão, fácil de usar, e velocidade, eles podem aplicar essa plataforma a qualquer situação em que um usuário precise analisar organismos que vivem na água. Isso abre muitos setores nas ciências da vida, incluindo a qualidade da água, detecção de solo, diagnósticos veterinários, bem como diagnósticos de fluidos para o setor de saúde mais amplo.

A equipe Xibus quer acertar seu produto logo de cara.

"Visto que o sensoriamento de segurança alimentar é um campo lotado, você só tem uma chance de impressionar seus clientes em potencial, "Hartshorn diz." Se o seu primeiro produto tiver falhas ou não for interessante o suficiente, pode ser muito difícil abrir a porta com esses clientes novamente. Portanto, precisamos ter certeza de que nosso protótipo é uma virada de jogo. Isso é o que nos mantém acordados à noite. "

Esta história foi republicada por cortesia do MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), um site popular que cobre notícias sobre pesquisas do MIT, inovação e ensino.