Detecção óptica de várias espécies bacterianas usando híbridos metal-orgânicos em escala nanométrica
Resumo gráfico. Crédito:Química Analítica (2022). DOI:10.1021/acs.analchem.2c01188
Os cientistas da Universidade Metropolitana de Osaka desenvolveram um método simples e rápido para identificar simultaneamente várias bactérias de intoxicação alimentar, com base nas diferenças de cor na luz espalhada por estruturas nanohíbridas de metal orgânico (NHs) em escala nanométrica que se ligam por meio de anticorpos a essas bactérias. Este método é uma ferramenta promissora para detectar rapidamente bactérias em locais de fabricação de alimentos e, assim, melhorar a segurança alimentar. As descobertas foram publicadas na revista
Analytical Chemistry .
De acordo com a Organização Mundial da Saúde (OMS), todos os anos a intoxicação alimentar afeta 600 milhões de pessoas em todo o mundo – quase 1 em cada 10 pessoas – das quais 420.000 morrem. Testes bacterianos são realizados para detectar bactérias de intoxicação alimentar em fábricas de alimentos, mas leva mais de 48 horas para obter resultados devido ao tempo necessário para um processo de incubação de bactérias chamado cultura. Portanto, permanece a demanda por métodos de teste rápidos para eliminar acidentes de intoxicação alimentar.
Respondendo a essa necessidade, a equipe de pesquisa liderada pelo professor Hiroshi Shiigi da Escola de Pós-Graduação em Engenharia da Universidade Metropolitana de Osaka, utilizou as propriedades ópticas de NHs de metal orgânico – compostos consistindo de partículas de polianilina que encapsulam um grande número de nanopartículas de metal – para rapidamente e identificar simultaneamente bactérias indutoras de intoxicação alimentar chamadas Escherichia coli enterohemorrágica (E. coli O26 e E. coli O157) e Staphylococcus aureus.
A equipe descobriu pela primeira vez que os NHs metálicos orgânicos produziam luz difusa mais forte do que as nanopartículas metálicas do mesmo tamanho. Como a luz espalhada desses NHs é estável no ar por um longo período de tempo, espera-se que funcionem como materiais de rotulagem estáveis e altamente sensíveis. Além disso, foi revelado que esses NHs exibem diferentes cores de luz espalhada (branco, vermelho e azul) dependendo dos elementos metálicos das nanopartículas (ouro, prata e cobre).
Em seguida, a equipe introduziu anticorpos que se ligam especificamente a E. coli O26, E. coli O157 e S. aureus nos NHs de metais orgânicos e usou esses NHs como marcadores para avaliar as propriedades de ligação dos NHs conjugados com anticorpos a espécies bacterianas específicas. Como resultado, E. coli O26, E. coli O157 e S. aureus foram observados como luz dispersa branca, vermelha e azul, respectivamente, sob o microscópio. Além disso, ao adicionar quantidades predeterminadas de E. coli O26, E. coli O157 e S. aureus a amostras de carne podre contendo várias espécies de bactérias, a equipe conseguiu usar esses rótulos para identificar simultaneamente cada espécie bacteriana adicionada.
Este método pode identificar vários tipos de bactérias alterando os anticorpos a serem introduzidos. Além disso, como não requer cultura, as bactérias podem ser detectadas rapidamente em uma hora, aumentando sua praticidade como novo método de teste.
O professor Shiigi disse:"Nosso objetivo é estabelecer novos princípios de detecção e métodos de teste por meio do desenvolvimento de nanobiomateriais exclusivos. Por meio desse desenvolvimento, esperamos contribuir não apenas para a segurança e proteção alimentar, mas também para a formação de um sociedade em termos de fornecimento estável e controle de qualidade de alimentos funcionais, assistência médica, descoberta de medicamentos e saúde pública”.
+ Explorar mais Evite a infecção por E. coli no verão com o cozimento adequado do hambúrguer