MIT’de John D. MacArthur Kimya Profesörü olarak görev yapanTim Swager ve iş arkadaşları, sektöre ve tüketicilere hızlı, kolay ve uygun fiyatlı bir gıda güvenliği algılama teknolojisi getirmek için yeni bir yol geliştirdi.
Abdul Latif Jameel Su ve Gıda Sistemleri Laboratuvarı (J-WAFS) tarafından finanse edilen araştırmaları, Janus emülsiyonları adı verilen ve gıdalardaki bakteri bulaşmasını tespit edebilen özel damlacıklar hakkında.
Abdul Latif Jameel Perspectives proje ve bunun küresel gıda güvenliği üzerindeki potansiyel etkisi hakkında bilgi edinmek için Prof. Swager ile konuştu.
S: Bu araştırma ile yanıt vermek istediğiniz temel sorun nedir?
TS: Özellikle ABD’de bu kadar çok ürünün piyasadan geri çekilmesinin nedeni, ürünlerin marketlere dağıtılmadan önce, yeterli hassasiyet ve hızda listeria, campylobacter veya E. coli gibi patojen organizmaları test etme kabiliyetimiz olmamasıdır..
Ürünler sınırlı bir raf ömrüne sahiptirler ve genellikle düşük bir sıcaklıkta saklanmaları gerekir – ve bu işlemin kesintiye uğratılması, maliyetlidir.
Hâlen piyasada bulunan ancak patojen bazlı gıda ürünü geri çekme sıklığını göz önünde bulunduran çok sayıda farklı gıda güvenliği algılama teknolojileri olmasına rağmen, bu sorunun henüz tam olarak çözülmediği açıktır.
Benim fikrim her zaman, organizmaları veya biyolojik süreçleri tespit etmeye çalıştığınız takdirde, bunu doğal ortamlarını örnek alacak şekilde yapmanın en iyisi olacağıydı. Yapmak istediğimiz şey de buydu.
S: Teknolojinizin nasıl çalıştığını açıklayabilir misiniz?
Karmaşık sıvı kolloidlerle çalışıyoruz. Bunları, iki farklı yağ içeren minik damlacıkları suya koyarak üretiriz ve daha sonra da yüzeyde patojenler veya diğer organizmalar için ‘yem’ gibi davranan biyomoleküler tanıma elementlerini birleştiririz. Patojenlere bağlanmak ve akraba yapılarını tespit etmek adına kullanmak için basitçe ‘damlacıklar’ olarak da adlandırdığımız bu karmaşık sıvı kolloidleri kullanıyoruz.
Mükemmel Janus Emülsiyonu adını verdiğimiz bir yapıda, iki karışmaz yağı eşit miktarda içeren sıvı damlacıklarını eşit boyutta iki yarım küre oluşacak şekilde kullandık. Yarım küreleri oluşturan yağlar farklı yoğunluklara sahiptir ve bu durum, hizalanmalarına etki eder: ağır yağ altta kalır. Ancak, dizüstü bilgisayarınızın ekranına yerleştirebileceğiniz bir gizlilik ekranı gibi, bu damlacıklar yalnızca hizalamalarına göre bakıldığında görüntü iletir. Bunun nedeni, sonuçta, sıvı mercekler olmalarıdır.
Bu sıvı mikro lensleri özellikle benzersiz yapan şey, spesifik bakteri proteinlerine bağlanma yetenekleridir. Bağlanma özellikleri, belirli bakteri veya proteinlere bağlandığında farklı yönelimleri benimsemelerini sağlar. Bu bağlama işlemleri, “gizlilik ekranı benzeri” yönlendirmelerini eğmelerine ve bozmalarına neden olur.
Sonuç, bir görüntüyü iletmek yerine opak bir hal almalarıdır.
Bu makroskopik etki, bir akıllı telefon ile kullanılabilir ve damlacıkların tek bir katmanından izlenen bir görüntünün tanınmaz hale gelmesine neden olabilir.
Alternatif olarak, bu eğik Mükemmel Janus damlacıkları, görüntü analizi kullanılarak sayılabilir ve bu yöntem, bakteri sayısının veya mevcut protein konsantrasyonunun doğru ölçümlerini verebilir.
S: Bu teknoloji neden gıda güvenliği test endüstrisi için bu kadar rahatsız edici?
TS: Patojen bazlı gıda kirlenmesini etkin bir şekilde test etmek için mümkün olduğunca sık test yapılması gerekir.
Her 50.000 birimde birini test ediyorsanız, pek çok kirlenme vakasını kaçıracaksınız. Daha sık test etmek için, ideal olarak bir veya iki saat içinde sonuç verecek hızlı bir teste ihtiyacınız var – ve biz de bunu yaptık.
Yerleşik bir pazar var ve mevcut teknoloji hız, hassasiyet ve maliyet açısından yetersiz. Metodumuz mevcut teknolojide kayda değer bir gelişme göstermekte ve potansiyel olarak önümüzdeki yıllarda o pazarın büyük bir bölümünü yakalamamıza izin verecek.
Şu anda, başlangıç şirketimiz olan Xibus Sistemleri saha testleri için protokoller geliştiriyor. Amacımız, son kullanıcıların çalışmalarına tipik şekilde devam etmelerine izin veren bir sistem sunmaktır. Basit, hızlı, sağlam, minimum eğitim gerektiren bir sistem sunmak ve mevcut operasyonel yapıları ve süreçleri aksatmamak için çabalıyoruz.
S: Endüstri, fikirlerinize açık mı sizce?
TS: Gıda üreticileri yeni teknolojilere çok açık. Bu durum, bir sonraki, en son, en büyük teknolojiye açık olan müşterileri elde tutabilmenin son derece zor olacağı gerçeğinden kaynaklanıyor. Sürekli geliştirmeniz ve yenilik yapmanız gerekiyor – aksi takdirde geride kalırsınız. Çok dinamik bir pazar mevcut, ancak rekabet edip, potansiyel olarak hakim olabileceğimizi bir alan bu. Üstün bir ürün yaratmalıyız ve bu ürün bir kez piyasaya girdikten sonra işimiz rekabette öne geçmek için yeniliklere devam etmek olmalı.
S: Teknolojiniz başka hangi alanlarda uygulanabilir?
TS: En belirgin alanlardan biri de ‘bozulma’ organizmalarının test edilmesidir. Bozulma, gıda üreticileri için büyük kayıplara neden olur, bu nedenle bir üründeki bozulma organizmalarını tespit etmenin hızlı ve etkili bir yolu, önemli faydalar sağlayacaktır.
Bu ürün ayrıca gıda işleme ekipmanlarının kirlenmesini kontrol etmek için de kullanılabilir. Teknolojimiz, üreticilerin ekipman parçalarını, uygun bir şekilde temizlendiğinden emin olmak için kontrol etmelerini sağlar. Örneğin, büyük bir tesiste sosis yapıyorsanız, ekipmanınızı temizlersiniz ve ekipmanın en kısa sürede temiz ve çevrimiçi olduklarından emin olmak istersiniz. Ekipmanın çalışır durumda kalmasına ve işlenmekte olan gıdanın güvenliğinin sağlanmasına yardımcı olabiliriz.
S: Bu teknolojinin gelecekteki gelişim açısından nereye gittiğini görüyorsunuz?
TS: Kullanmakta olduğumuz birinci nesil ekipman, bir ayakkabı kutusu büyüklüğündedir. Ürünün en sonunda akıllı telefon kadar küçük olmasını bekliyoruz ve bazı uygulamalarımız için okuyucu gerçekten ticari bir akıllı telefon olabilir. Örneğin, daha yüksek patojenik organizma konsantrasyonlarını, standart bir büyüteç lens kullanarak bir akıllı telefonla çekilmiş bir fotoğrafla ölçebilirsiniz. Bir akarsudaki bakteri sayımını kontrol edebilir ve hayvancılık için uygun olup olmadığını hemen anlayabilirsiniz.
Bu teknoloji sağlık hizmetleri için de geçerlidir. Grip veya AIDS olup olmadığınızı söyleyebilen bir teknolojidir. Bir protein biyobelirtecini tanıyan bir Zika virüs testini zaten oluşturduk. Bu ürün, diğer virüsleri veya sindirim sisteminizdeki bağırsakla ilgili hastalıklar gibi farklı hastalıklarla ilişkili proteinleri tespit edebilir. Bir akıllı telefon ve uygulama yazılımı kullanarak evde kendi kendinize yapabileceğiniz testler geliştirmeyi düşünüyoruz.
Ticari kullanıcılar için, bir tezgahın üzerine konulmak için tasarlanmış ve aynı anda yüzlerce numune test edebilecek olan uygun fiyatlı bir platform da üreteceğiz. Böyle bir kapasite, büyük ölçekli bir üretim tesisi işletiyorsanız ve yüksek verime ihtiyacınız varsa son derece önemli olacaktır.
S: Az gelişmiş ülkelerde potansiyel uygulama alanları nelerdir?
TS: Yöntemlerimiz daha az gelişmiş ülkelerde çok büyük faydalar sağlayabilecek kadar basit. İçme suyuna ve her türlü yiyeceğe uygulanabilir. Örneğin, ineklerdeki metastaz, tüm dünyadaki süt üreticileri için büyük bir sorundur. Sürülere hızla yayılabilir.
Örneğin Hindistan‘da, bir bölgedeki bir çok farklı sürüden elde edilen süt, genellikle merkezi bir toplama noktasında birleştirilir. Tek bir sürüde metastaz varsa, ürün partisinin tamamı bozulur. Teknolojimiz, bu durumdan etkilenen bir sürüdeki metastazı, etkilenmemiş sütü kirletmeden önce tespit edebilecektir.
Önemli olan, bu testin çiftçilerin kendilerinin de yapabilecekleri kadar basit olması. Test, ayrıca, eğitimli bir bilim insanının göz önüne alacağı ayrıntılara dikkat etmeyecek kişiler tarafından yapıldığında bile işe yarar olmalıdır.
S: J-WAFS programı bu teknolojinin başarılı bir şekilde geliştirilmesinde ne kadar önemli oldu?
TS: J-WAFS Çözüm Programına katılımımız hayati öneme sahipti. Bu teknikle, akademik dünya ile iş dünyası arasında bir köprü oluşturduk ve kullanılabilir bir uygulama oluşturmak için daha ayrıntılı çalışmalar yapmamız sağlandı.
J-WAFS Solutions’ın fonu, ABD Tarım Bakanlığı ile gerçek şartlar altında canlı Salmonella bakterileri üzerinde bir saha testi yapmamızı özellikle sağladı.
Portatif spektrometre ve damlacıklarımızı Pennsylvania’daki tesislerine götürdük ve ilk seferinde çalıştı. Bu gösteri bize tahlillerin gerçek dünyada işe yaradığını kanıtladı. Bunlar, tipik bir hükümet araştırma hibesi kapsamında yapacağınız çalışmalar değildir. J-WAFS sponsorluğundaki bu çalışmalar bana ve ekibime ticarileşme arayışı konusunda güven verdi ve Xibus Systems şirketi doğdu.
S: Sırada ne var?
TS: Bu takvim yılı sonuna kadar en az bir müşteri saha testi tamamlama şansımız oldukça yüksek. Potansiyel müşterilerle sürekli olarak demolar yapacağız ve gelecek yılın başında farklı alt alanlarda ek müşteriler edinmeye çalışacağız.
Önemli bir müşteri kazanımı elde ettikten sonra, daha büyük ölçekli damlacık üretimi için ölçek büyütmeye başlamalıyız. Bununla birlikte, her test için bu kadar küçük miktarlar kullanmamız, bu ölçek büyütme işlemlerinin standart bir laboratuvarda gerçekleştirilmesi ve büyük sermaye gerektirmemesi şartına bağlı olacaktır.
Çok iyi tohum yatırımcılarımız var ve fonumuz baharın sonunda tükenecek. Bu nedenle, bir sonraki finansmanı en iyi şekilde bulmak için yeterli sayıda müşterimiz olduğunu tespit etmemiz gerekiyor. Bu, yeni başlayan şirketlerin karşı karşıya oldukları bir gerçek! Yetenek göstermeniz ve böylece ek fonları çekmek için değer yaratmanız gereken ilgi çekici noktalarınız olmalı.
Sanırım doğru yoldayız.
Basın Kitine Eklendi
