Un nuovo sensore fotonico per riconoscere rapidamente i batteri e i pesticidi su frutta e verdura
I ricercatori sostenuti dal progetto GRACED, finanziato dall’UE, stanno sviluppando un nuovo sensore che potrebbe migliorare radicalmente il monitoraggio della sicurezza alimentare in Europa. Il sensore fotonico ultrasensibile sarà in grado in pochi minuti di rilevare in maniera affidabile le tracce microscopiche di sostanze chimiche e batteri dannosi su frutta e verdura. Il monitoraggio di questi alimenti è generalmente lungo e costoso. Quando lotti casuali sono analizzati e i campioni inviati in laboratorio, possono occorrere da due a tre giorni per ottenere un risultato. A causa della rapida degradazione dei prodotti ortofrutticoli e del costo elevato delle ispezioni, i produttori spesso ricorrono a una riduzione dei controlli di sicurezza. I vincoli temporali e i costi escludono inoltre la possibilità di svolgere analisi nei supermercati e nei ristoranti, dove il controllo dei prodotti alimentari potrebbe svolgere un ruolo cruciale per proteggere la salute dei consumatori. L’importanza di un monitoraggio migliore della sicurezza alimentare è evidenziata dal fatto che ogni anno 385 milioni di persone nel mondo si avvelenano accidentalmente, e l’evento è fatale per 11 000 di esse. È noto che i residui di pesticidi ingeriti attraverso il cibo o l’acqua influiscono sul sistema immunitario, endocrino e nervoso del corpo, e che sono coinvolti in una lunga serie di patologie come le malformazioni congenite e il cancro. «Con migliaia di morti l’anno in tutto il mondo, è assolutamente necessario un nuovo dispositivo di monitoraggio rapido che sia accurato, estremamente sensibile ed economico da produrre», osserva Alessandro Giusti, direttore di ricerca e sviluppo del Centro di ricerca e innovazione di Cipro (CyRIC, Cyprus Research and Innovation Center), che ha coordinato il progetto GRACED, in un comunicato stampa pubblicato su «EURACTIV PR».
Individuare gli agenti contaminanti fino a 100 volte più rapidamente
Il dispositivo di monitoraggio altamente sensibile, attualmente in fase di sviluppo, impiega una luce laser per rilevare i pesticidi e i batteri senza la necessità di ricorrere a sostanze chimiche o coloranti come marcatori. Il dispositivo, un sensore plasmo-fotonico a multiplazione bimodale, è in grado di rilevare le più deboli tracce di pesticidi o batteri da 50 a 100 volte più rapidamente rispetto alle tecnologie attuali. Inoltre i recettori sulla sua superficie sono regolati specificamente per determinati batteri o sostanze chimiche, in modo che il sensore rilevi solo gli analiti di interesse, producendo un segnale univoco in presenza di una sostanza estranea. Ma come funziona esattamente? La luce che attraversa il sensore crea un campo evanescente completamente esposto sulla superficie del sensore. Quando un campione passa attraverso di esso, la velocità della luce laser cambia, modificando il modello di interferenza all’uscita. I recettori sulla superficie del sensore possono così identificare la sostanza chimica o il batterio dannoso, offrendo una diagnosi immediata. «Tutto si svolge su un singolo chip: stiamo lavorando per rilevare sette diversi analiti contemporaneamente in meno di 30 minuti (incluso il tempo di preparazione del campione)», afferma Giusti. Secondo il direttore del CyRIC, questa tecnologia può trovare applicazione per determinare la contaminazione in qualsiasi campo, dall’acqua per l’irrigazione ai prodotti ortofrutticoli stessi. «L’agricoltura verticale o urbana è … un po’ come un laboratorio dove tutto si svolge in stanze monitorate. Tenere sotto controllo la qualità dell’acqua è molto importante per il successo di queste agricolture e se il processo è automatizzato, tanto meglio.» «Alcuni agricoltori urbani usano le “acque grigie”, ovvero l’acqua di rubinetto usata per l’irrigazione, dove esiste il rischio di contaminazione. Una soluzione come la nostra sarà quindi altamente complementare alla produzione alimentare futuristica.» La tecnologia di GRACED (Ultra-compact, low-cost plasmo-photonic bimodal multiplexing sensor platforms as part of a holistic solution for food quality monitoring) verrà testata in sistemi di produzione e distribuzione diversi in Francia, Italia e Ungheria. Per maggiori informazioni, consultare: pagina web del progetto GRACED
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