Infectieuze ziekten die via voedsel overgedragen worden, veroorzaken wereldwijd hoge medische en productiekosten. In de preventie en controle van deze ziekten is accurate opsporing van ziekteverwekkende micro-organismen in de voedselproductieketen van zeer groot belang. SIP-biosensoren, die verder ontwikkeld werden in het project AgrEUfood en nu ook verder onderzocht worden in het cSBO-project SIPORE, kunnen hier een oplossing bieden.
Voedingsbedrijven rekenen voornamelijk op externe gespecialiseerde laboratoria voor regelmatige microbiologische en chemische analyses van hun producten en productieomgeving. Deze klassieke technologieën zijn zeer gevoelig maar soms duur, en ze nemen vooral relatief veel tijd in beslag. Daardoor moeten bedrijven ofwel hun producten stockeren tot de resultaten van de analyses gekend zijn, ofwel moet het product teruggeroepen worden uit de winkels in het geval dat een mogelijk gevaar voor de voedselveiligheid gedetecteerd werd. Wegens de belangrijke economische impact hiervan, is er een grote vraag naar kosteneffectieve en robuuste methoden of apparaten die kunnen helpen om ter plaatse targetbacteriën op te sporen om de voedselveiligheid beter en sneller te garanderen.
Universiteit Maastricht, KULeuven en Universiteit Hasselt ontwikkelden een sensortechnologie die een oplossing kan bieden. Deze zogenaamde SIP (Surface Imprinted Polymere)-biosensor bestaat uit een polymeer oppervlak dat holtes (‘imprints’) bevat waarin specifieke bacteriën precies passen en ‘gevangen’ kunnen worden. Deze imprints fungeren als receptoren die een herkenningssignaal geven bij aanwezigheid van de betreffende bacterie. Via een HTM (Heat Transfer Method) omvormer wordt dit signaal omgezet in data die de aanwezigheid of de concentratie (CFU/ml) van de bacterie in het staal weergeven
Beeld met Scanning Electron Microscope (SEM) van een SIP-biosensor met imprints voor de coccoïde vorm voor Campylobacter jejuni en de bacteriën zelf (16 000 x vergroting). Bron: Givanoudi S. et al. (2021) Selective Campylobacter detection and quantification in poultry: A sensor tool for detecting the cause of a common zoonosis at its source, Sensors and Actuators B: Chemical, Volume 332, 129484.
In april 2019 werd het project AgrEUfood gestart (looptijd 3,5 jaar) met als doel de biosensor verder door te ontwikkelen met het oog op toepassing als on site instrument om bacteriële verontreinigingen snel en goedkoop op te sporen. Dit gebeurde op basis van de modelbacterie E. coli. Dit resulteerde onder andere in een nieuw ontwikkeld protocol voor de productie van de biosensor dat verschillende voordelen biedt: het opent mogelijkheden naar massaproductie van de sensor én de gevoeligheid van het toestel werd zodanig verbeterd dat bacteriën op niveau van wettelijke normen gedetecteerd kunnen worden. Daarnaast werden er twee prototype-uitvoeringen van de biosensor ontwikkeld: een benchtop model voor gebruik in het labo en een sensory box die kan geïntegreerd worden in een smoothiemachine van partnerbedrijf Alberts. Er werd ook gestart met het opleiden van eindgebruikers en het valideren van het systeem in een industriële of agrarische omgeving waarbij ILVO zorgde voor microbiologische referentiemetingen waarmee de biosensor resultaten kunnen vergeleken worden.
Voorstelling van een benchtop model van de AgrEUfood-biosensor tijdens een demonstratie-event op 14 juni in de Food Pilot. Tijdens dit event werd ook de aftrap gegeven van het SIPORE-project.
Zoals hierboven aangehaald werd de SIP-biosensor voornamelijk op basis van modelmicro-organismen ontwikkeld en bestudeerd. Met het nieuwe door VLAIO gesteunde cSBO-project SIPORE zetten we de stap naar voedingsmicrobiologische analyses door te focussen op enkele bacteriën die relevant zijn voor de voedingsindustrie, namelijk: Listeria monocytogenes, Salmonella Enteritidis en S. Typhimurium, Lactobacillus plantarum en, indien de tijd het toelaat, ook Bacillus cereus. Het project werkt niet enkel aan specifieke SIP-biosensoren voor deze organismen maar onderzoekt tegelijkertijd hoe de performantie van de sensoren verbeterd kan worden, zowel ter hoogte van de bioreceptorlaag als via aanpassingen aan het meetprincipe. Daarnaast zal er in dit project gekeken worden naar DNA-sequentieanalyse als downstream analyse van de op de SIP-sensor gebonden organismen.
Wilt u als bedrijf deelnemen aan SIPORE als lid van de industriële adviesraad om het hele onderzoek vanop de eerste rij te volgen? Of wilt uw bedrijf zelf ontwikkelingen starten rond SIP-biosensors en/of DNA-sequentieanalyse voor een eigen toepassing of voor een innovatie? Neem dan zeker contact op met Steven Van Campenhout.
Ik wil meer informatie over SIPORE
