Vědecký tým Fyzikálního ústavu AV ČR vyvinul inovativní biosenzor schopný rychlé detekce nebezpečného zlatého stafylokoka (S. aureus) v mléčných výrobcích. Tato nová metoda je schopna vyhodnotit, zda je vzorek kontaminovaný již za 30 minut, oproti 24 hodinám potřebným u tradičních kultivačních metod. Tým Laboratoře funkčních biorozhraní ze Sekce optiky pod vedením Hany Lísalové spolupracoval na projektu společně s týmy z Mendelovy univerzity a Masarykovy univerzity, které výrazně přispěly k úspěšným výsledkům projektu. Výzkum byl publikován v mezinárodním prestižním časopise Current Research in Biotechnology jako Short Communication.
Staphylococcus aureus se řadí mezi hlavní patogeny způsobující intoxikace z řady potravin, včetně mléčných výrobků. Jeho identifikace tradičními kultivačními metodami může trvat i několik dní. Alternativní metody, například založené na polymerázové řetězové reakci (PCR), jsou sice přesné, ale nákladné a vyžadují sterilní laboratorní podmínky a vysoce proškolený personál. Piezoelektrické biosenzory s křemenným krystalem (QCM), nabízejí slibné řešení. Tato studie představuje inovativní biosenzor, který využívá antifoulingovou nanovrstvu, která zamezuje nespecifické depozici biomolekul a mikroorganismů na povrchu biočipu. Díky této vrstvě je umožněna přímá analýza vzorku potraviny, v případě této studie mléčných výrobků, bez jeho rozsáhlé přípravy.
V rámci srovnávací analýzy byly výsledky biosenzoru porovnávány s výsledky čtyř konvenčních metod, založených na kultivaci. Biosenzor prokázal srovnatelný výkon s hlavní referenční kultivační metodou, avšak s výrazným časovým rozdílem – poskytoval výsledky během pouhých 30 minut oproti 24 hodinám potřebným u kultivace. Studie také ukázala rozdíly úspěšnosti kultivačních testů u přirozeně kontaminovaných vzorků a vzorků, do kterých byl S. aureus uměle přidán.
„Jsem velmi nadšena ze skvělé spolupráce s týmy z Mendelovy univerzity a Masarykovy univerzity. Tato kooperace byla klíčovým faktorem pro úspěšnou realizaci projektu, a to kvůli synergii odborných znalostí a zkušeností. Těším se na další společné projekty,“ hodnotí pozitivně vzájemnou spolupráci tří institucí Hana Lísalová, vedoucí Laboratoře funkčních biorozhraní.
Radost z úspěchu projevil také vedoucí Sekce optiky Fyzikálního ústavu AV ČR, pod kterou laboratoř spadá, Alexandr Dejneka: „Hana Lísalová dokázala efektivně spojit odborníky z různých disciplín i institucí, což přineslo pokrokové výsledky v oblasti detekce patogenů. Technologie, kterou její tým představil, má nesmírný potenciál a otevírá další možnosti, jak vylepšit bezpečnost potravin.“
Tato inovativní technologie může představovat důležitý krok směrem k prevenci potravinových infekcí. Výsledky studie také ukazují možné použití biosenzorů jako spolehlivých nástrojů pro rychlé testování přímo na místě použití bez nutnosti převozu vzorků do laboratoří a jejich zdlouhavé přípravy. Jádrem biosenzoru je výměnný biočip a tým Laboratoře funkčních biorozhraní se nyní zaměřuje na hlubší zkoumání dynamických molekulárních procesů a interakčních mechanismů, které se v biočipu při jeho přípravě i při samotném záchytu patogenu vyskytují. Další základní výzkum v této oblasti může přinést významné pokroky nejen v oblasti bezpečnosti potravin, ale také třeba v personalizované lékařské diagnostice či léčbě, nebo v ochraně životního prostředí.