جنگ فناوری نانو با مسمومیت غذایی

انسان برای زندگی روزمره به انرژی نیاز دارد و این انرژی را باید از غذای سالم به دست آورد. اگر غذا در معرض آلودگی و فساد قرار گیرد، می‌تواند سلامت انسان را به خطر اندازد. غذا حاوی مواد مغذی است. میکروب‌ها نیز برای رشد به مواد مغذی نیاز دارند. پس غذا می‌تواند محیط مناسبی برای رشد و تکثیر انواع آلودگی‌ها و منشأ بیماری نیز باشد. مواد غذایی از نظر سرعت فساد با توجه به میزان رطوبت‌شان به 3 گروه عمده تقسیم می‌شوند؛ گروه اول شامل مواد غذایی مانند شیر، گوشت، ماهی، مرغ و تخم مرغ است که فسادپذیری بالایی دارد. در گروه دوم مواد غذایی مانند سبزی‌ها و میوه‌ها قرار می‌گیرند که نیمه‌فسادپذیرند. به عبارتی می‌توان آنها را در هوای خنک و خارج از یخچال برای مدت زمانی کوتاه نگهداری کرد، اما در شرایطی که هوا گرم باشد باید آنها را داخل یخچال قرار داد. گروه سوم مواد غذایی است که دیر فاسد می‌شود مانند حبوبات و دانه‌های غلات خشک نظیر گندم و برنج که در شرایط مناسب می‌توان آنها را برای مدت زمانی طولانی نگهداری کرد. در بسیاری از موارد مسمومیت‌ها از طریق تغییررنگ و مزه ماده غذایی قابل شناسایی است، اما گاهی بدون این که چنین شواهدی موجود باشد، مسمومیت اتفاق می‌افتد. گرچه در بعضی موارد نیز با وجود این که سم در ماده غذایی وجود دارد به دز بیماری‌زایی نمی‌رسد. تشخیص سموم ماده غذایی می‌تواند احتمال ابتلا به مسمومیت را کاهش دهد.

اساس عملکرد نانوحسگرهای زیستی مطرح شده در این طرح بنیادی، روش پتانسیومتری برای تشخیص سموم میکروبی است. به عبارت دیگر در این حسگرها مواد غذایی براساس اختلاف پتانسیلی که توسط دستگاه قابل اندازه‌گیری بوده و با نمونه عاری از سم مقایسه می‌شود مورد بررسی قرار می‌گیرد. علاوه بر این می‌توان از سنسورهای دیگری نیز استفاده کرد که بر اساس تغییر رنگ، مکانیسم اتصال آنتی‌بادی به آنتی‌ژن میکروبی را نمایش می‌دهد.

از این سنسورها در آزمایشگاه‌های تحقیق و توسعه کارخانجات صنایع غذایی و انبارهای قرنطینه و ذخیره مواد غذایی برای بررسی کنترل کیفیت محصولی نهایی استفاده می‌شود.

در حال حاضر از محیط‌های کشت‌ میکروبی برای تشخیص سموم‌ میکروبی استفاده می‌شود و در شرایطی که جرم ‌میکروبی به‌هر علتی در نمونه غذایی از بین رفته باشد، ولی همچنان سم در نمونه موجود باشد، نتایج آزمایشات تشخیصی با جواب منفی کاذب مواجه می‌شود. به عبارت دیگر این روش خطای زیادی دارد و نمی‌تواند روش مناسبی برای تشخیص سموم‌ میکروبی و نجات جان مصرف‌کننده از چنگال مسمومیت غذایی باشد. گاهی در ماده غذایی جرم‌ میکروبی وجود دارد، اما در اثر حرارت سم موجود در آن از بین رفته است. گاهی نیز جرم ‌میکروبی به علت شرایط اسیدی که در یک ماده غذایی وجود دارد از بین می‌رود، اما سم همچنان در ماده غذایی وجود دارد. وجود جرم‌ میکروبی موجب بیماری می‌شود. وجود سم سبب مسمومیت می‌شود. زمانی که جرم باکتری به حد ایجاد بیماری نرسیده باشد و یا توکسین موجود در آن به اندازه‌ای نباشد که منجر به ایجاد مسمومیت شود پس از گذشت ده روز که چرخه عامل بیماری‌زا در بدن تکمیل می‌شود، نشانه‌هایی از ابتلا به بیماری یا مسمومیت ظاهر خواهد ‌شود. در چنین شرایطی استفاده از بعضی روش‌ها با ناکامی مواجه می‌شود. اما روش جدید ارائه ‌شده در هیچ یک از این موارد محدودیتی ندارد.

یکی از خطراتی که سیستم‌های مدیریت کنترل کیفی مواد غذایی در صنایع غذایی، واردات و صادرات محصول و حتی انبارهای مواد اولیه در رستوران‌ها و فروشگاه‌های زنجیره‌ای را تهدید می‌کند، طولانی بودن زمان آزمون میکروبی است. اما با اجرای این طرح، حسگرهای زیستی در کمتر از 20 دقیقه جواب نهایی برای رد یا تائید محصول را ارائه می‌کنند. در عین حال هزینه تمام‌شده حسگرها نیز ایده‌آل است و با موارد مشابه خود همچون محیط‌های کشت و PCRکه در روش‌های متداول برای تشخیص سموم میکروبی مواد غذایی کاربرد دارد، برابری می‌کند. این حسگرها حساسیت بالایی دارند و مدت زمان تشخیص مسمومیت را به حداقل می‌رسانند. گذشته از این در بحث تشخیص و امنیت غذا، زمان یکی از عوامل یا فاکتورهای اصلی تعیین‌کننده هزینه تمام‌شده محصول در عرضه فرآورده نهایی است.

این طرح پژوهشی مصوب اداره آزمایشگاه‌های مرجع وزارت بهداشت، درمان و آموزش پزشکی کشور است که از سال 1390 تا 1391 در مرحله آزمایشگاهی به اجرا درآمده و به تصویب رسیده است. نتایج حاصل از مراحل دیگر و همچنین پروژه‌های مرتبط دیگر با این طرح که تکمیل‌کننده آن هستند نیز در حال اجراست.