Nền tảng công nghệ nano mới nhắm đến phát hiện vi khuẩn trong thực phẩm

Tại đại học Guelph, phòng thử nghiệm sinh học nano của chúng tôi đã hợp tác với các chuyên gia Hàn Quốc và Nhật Bản, phát triển một nền tảng công nghệ nano để phát hiện virus trong thực phẩm nhanh hơn, dễ dàng hơn và chính xác hơn các phương pháp hiện nay. Cơ chế mới này có thể nhận biết dù chỉ một chút dấu hiệu virus, nhờ đó giúp ngăn chặn bùng nổ đại dịch và lây lan trên diện rộng.

Virus trong thực phẩm có thể gây nên các vấn đề sức khỏe nghiêm trọng. Người nhiễm virus có thể bị viêm dạ dày ruột, một tình trạng viêm nhiễm đường tiêu hóa liên quan đến cả dạ dày, ruột non và có thể gây tổn thương gan dẫn đến viêm gan.

Các virus trong thực phẩm là gì ?

Ảnh minh họa.Nguồn Internet

Virus trong thực phẩm không hoàn toàn được coi là các sinh vật sống, vì chúng không có một bộ máy tiêu hóa. Chúng có trạng thái trơ lì, chậm chạp, không có khả năng sinh sản,xâm nhập vào tế bào sống để lây bệnh cho chủ thể. Virus phân tán thành nhiều hạt nhỏ, một cơn nôn bởi viêm dạ dày, ruột có thể phát tán vô số hạt, dẫn đến bùng nổ dịch trong một thời gian ngắn. Virus sống rất dai và có thể sống sót qua cả các quá trình sơ chế vốn dùng để kiểm soát vi khuẩn trong thực phẩm.

Những virus này gây bệnh ra sao?

Lây bệnh cho người có thể qua hình thức tiêu thụ thực phẩn nhiễm bẩn, tiếp xúc cơ thể trực tiếp giữa người với người, hoặc phân tán qua nôn mửa. Thực phẩm có thể nhiễm độc từ người chế biến, hoặc từ nguồn nước ô nhiễm và nước thải. Các cuộc bùng phát dịch bệnh qua đường ăn uống cũng được cho có liên quan đến sử dụng động vật có vỏ như tôm, cua, sò khai thác từ nguồn nước bị ô nhiễm. Các dấu hiệu bệnh ở người như tiêu chảy, nôn mửa và đau vùng bụng. Cũng có thể xuất hiện sốt, thiếu năng lượng và thiếu nước. Dấu hiệu viêm gan có triệu chứng vàng da, yếu cơ và đau đầu.

Các loại virus trong thực phẩm

Norovirus: Norovirus được lây trực tiếp qua đường miệng từ đồ ăn hoặc nước uống nhiễm bẩn. Thời gian ủ bệnh có thể từ 24 giờ đến 6 ngày, với các triệu chứng chóng mặt, buồn nôn và tiêu chảy. Norovirus thường là nguyên nhân gây bùng nổ các dịch bệnh lớn. Nước từ giếng, bể bơi, hồ nghỉ dưỡng hay nước dự trữ trong các tàu chở khách trên biển hay được xem là nguồn bùng phát dịch bệnh. Nhiễm bệnh từ thực phẩm thường có liên quan đến các loại động vật có vỏ như sò, cua hay salad được rửa trong nước nhiễm bệnh. Nếu bị nhiễm từ các nguồn thực phẩm khác, khả năng thường là do người chế biến làm lây nhiễm virus.

Rotavirus: Virus Rotavirus A lan rộng trên toàn thế giới, gây ra khoảng 80% các ca viêm dạ dày ruột rotavirus ở người, đặc biệt là qua nước nhiễm mầm bệnh. Viêm dạ dày rotavirus là dịch bệnh tự giới hạn, mức độ nghiêm trọng từ thấp đến cao với triệu chứng nôn mửa, tiêu chảy toàn nước và sốt nhẹ. Dịch này có thể gây chết người ở trẻ em và người cao tuổi vì có khả năng gây mất nước nhanh chóng.

Virus viêm gan A: Viêm gan A có triệu chứng đặc trưng giống bệnh cúm, ví dụ như sốt, mệt mỏi, chóng mặt, đau vùng khớp và bụng, sau vài ngày xuất hiện triệu chứng vàng da. Người nhiễm bệnh thường hồi phục sau 2 tháng. Bệnh có xu hướng nghiêm trọng hơn đối với người cao tuổi. Thực phẩm có thể bị nhiễm bệnh thông qua tiếp xúc với nước thải chưa qua xử lí, như trong trường hợp của động vật có vỏ như cua, sò, tôm, hoặc qua tiếp xúc với nước đã bị nhiễm bệnh; rồi từ đó lây bệnh cho người qua đường từ phân đến miệng. Virus viêm gan A chỉ nhân bản trong tế bào gan, được bài tiết qua ống dẫn mật, phân tán trong phân thải của người nhiễm bệnh.

Virus viêm gan E: cũng gây tổn hại tới gan. Triệu chứng bệnh như vàng da, sưng gan, đau vùng bụng, đau khớp, nôn mửa và sốt. Viên gan mãn tính đã được báo cáo xuất hiện tại người tiếp nhận cấy ghép nội tạng và bệnh nhân HIV.

Nguồn thực phẩm nào có thể lây nhiễm virus?

Bởi virus lan truyền qua phân thải và qua đường miệng, thức ăn có thể nhiễm mầm bệnh bất kì lúc nào trong các giai đoạn nuôi trồng, thu hoạch, sơ chế, chế biến hoặc phân phối. Những loại thực phẩm thường xuyên có liên quan nhất đến virus bao gồm:

•             Động vật có vỏ như hàu, sò và trai

•             Salad và sốt salad

•             Thịt nguội

•             Bánh mì kẹp

•             Hành lá

•             Cà chua phơi khô

•             Dâu tây

•             Mâm xôi

•             Nước uống

•             Nước hoa quả

•             Sữa và các sản phẩm từ sữa

•             Xúc xích gan lợn

•             Gan lợn

•             Kem phủ trên bánh ngọt

Các phương pháp phát hiện hiện có

Quy trình phát hiện virus trong thực phẩm khá phức tạp, bởi virus không thể nuôi cấy dễ dàng trong phòng thử nghiệm. Các phương pháp phân tử được sử dụng như kỹ thuật phản ứng chuỗi polymerase phiên mã ngược, viết tắt là RT-PCR. Trước khi được xét nghiệm, cần phải tách Virus từ hỗn hợp thực phẩm và làm cô đặc lại. Bước chuẩn bị này có thể dẫn đến mất mát một lượng virus vì vậy nên khả năng hồi phục lại thấp; yYêu cầu thời gian và kinh nghiệm nhất định để có thể thực hiện phép thử chính xác.

Thực hiện nghiên cứu ra sao?

Chúng tôi đã phát minh ra một phương pháp tạo ra phim từ các phân tử nano vàng sử dụng các loại chất nền khác nhau ví dụ như thủy tinh, các phiến polystyrene, và polydimethylsiloxane -– chất thuộc nhóm silicone. Các phân tử nano vàng được sử dụng trong nghiên cứu, bởi chúng có thể hoạt động như một xúc tác cho phản ứng khi các chất khác được thêm vào. Hỗn hợp natri format và chloroauric acid được sử dụng để chuẩn bị các tấm phim nano vàng. Khi những phân tử này được tiếp xúc với virus trong thực phẩm, ví dụ như norovirus, influenza, rotavirus và các loại virus gây viêm gan khác, chúng có độ nhạy bén gấp 500 lần các kít xét nghiệm miễn dịch thương mại hiện hành. Lượng virus cần để thực hiện xét nghiệm cũng ít hơn đến 116 lần so với sử dụng kít thông thường.

Những tấm phim được xử lý dưới nhiều điều kiện khác nhau cùng một loạt kỹ thuật để thu được kết quả chính xác từ màu cho đến sự thay đổi kích cỡ của phân tử. Chúng tôi thử nghiệm nhiều công thức khác nhau để tìm ra công thức hoàn chỉnh nhất. Hạt plasma và các loại hạt nhân tạo khác cũng được thế cho hạt nano vàng để đảm bảo kiểm tra toàn diện. Ngoài ra, sử dụng nồng độ virus khác nhau đảm bảo xét nghiệm virus ở cả nồng độ thấp và chắc chắn phương pháp này có mức độ nhạy bén cao hơn phương pháp hiện hành.

Sử dụng kết quả thu được

Hiện nay, các phép thử phát hiện những virus này không chính xác và không thể thực hiện ngay lập tức, có khả năng sẽ không phát hiện được virus. Điều này nghĩa là, có thểsử dụng những tấm phim này để cải thiện những cái đã có. Cơ chế cảm biến mới này hỗ trợ thử nghiệm ở cả các môi trường phức tạp với đa dạng chất nền. Nhờ có những tấm phim này, các nhà khoa học đã có thể tạo ra các phương pháp xét nghiệm đơn giản, nhạy bén và ít tốn kém hơn mà không cần đển sự trợ giúp của máy móc cồng kềnh hay đào tạo phức tạp để thực hiện.

Ích lợi của người sử dụng

Bước đột phá này là một tin tuyệt vời đối với người sử dụng. Với sự phát triển của kỹ thuật thử nghiệm mới dựa trên những kết quả này, có thể xét nghiệm các loại virus như influenza xuất hiện ở gà, lợn và tìm ra trên động vật sống trước khi được đưa đến nơi tiêu thụ. Cũng không bỏ qua khả năng phát hiện nguồn thịt bệnh do động vật nhiễm bệnh hay do người chế biến truyền bệnh trước khi đưa vào sử dụng. Đồng thời, có khả năng phát hiện nhanh virus ở người, đảm bảo trị liệu cần thiết kịp thời; Tthông báo cho người bệnh để họ để ý hơn đến nguồn thực phẩm sử dụng và vệ sinh cá nhân, giúp ngăn ngừa đại dịch để không lan rộng.

Những nghiên cứu như trên được thực hiện nhằm cải thiện những phương pháp có sẵn. Trong điều kiện thường xuyên xuất hiện nhiều loại virus mới, những nghiên cứu như trên là cần thiết để đảm bảo an toàn cho mọi người.

Giáo sư Tiến sĩ Suresh Neethirajan là người đứng đầu phòng thử nghiệm chương trình sinh học nano tại trường Kỹ thuật thuộc Đại học Guelph, Ontario, Canada.

Suckhoecuocsong.com.vn/Theo Tạp chí thử nghiệm ngày nay