NYHET Forskare vid Umeå universitet har nyligen utvecklat en mycket känslig metod för att upptäcka bakteriesporer — ihärdiga mikroorganismer som kan överleva extrema förhållanden och orsaka både matförgiftning och infektioner. Metoden har potential att förbättra livsmedelssäkerhet och sjukvård.
Jonas Segervald och Dmitry Malyshev i labbet.
BildDaniel NilssonBakteriesporer är en av naturens mest motståndskraftiga organismer. Dessa mikroskopiska, fröliknande strukturer bildas när bakterier går in i ett vilostadium för att överleva ogynnsamma förhållanden. De kan överleva extrema miljöer som vanligtvis dödar bakterier, inklusive kokande vatten, vanliga desinfektionsmedel och strålning. Deras tålighet och förmåga att återaktiveras när förhållandena förbättras gör dem till ett stort problem inom sjukvård, jordbruk och livsmedelsproduktion.
– I denna tvärvetenskapliga studie har vi utvecklat en ny, ultrasensitiv metod för att upptäcka bakteriesporer genom att kombinera nanovetenskap och biofysik, säger Jonas Segervald, doktorand vid Institutionen för fysik vid Umeå universitet. Han är en av forskarna bakom upptäckten, som nyligen publicerats i den vetenskapliga tidskriften ACS Sensors.
Metoden går ut på att med hjälp av guldnanostavar och laserbaserad teknologi förstärka signalen från en unik molekyl som finns i sporer. Tekniken, som kallas ytförstärkt Raman-spektroskopi (SERS), möjliggör identifiering av ytterst små mängder av kemiska ämnen – ända ner på molekylnivå. Detta gör det möjligt att upptäcka mycket låga koncentrationer av sporer, vilket är viktigt för många industrier, eftersom förebyggande åtgärder kan vidtas i ett tidigt skede.
– Sporer är ett stort problem på sjukhus och inom livsmedelsproduktion, där de kan fastna på ytor och utrustning, vilket leder till återkommande infektioner, förstörda livsmedel och kostsamma saneringsåtgärder, säger Dmitry Malyshev, forskare vid Institutionen för fysik och medförfattare till artikeln.
En lovande användning av denna nya metod är inom mejeriindustrin, där bakteriesporer, särskilt från Bacillus-arter, utgör en betydande risk. Kontaminering i mejeriproduktionslinjer kan leda till att produkter förstörs eller måste återkallas, och potentiella hälsorisker. Eftersom mjölk och mejeriprodukter är en central del av den svenska kosten är det väldigt viktigt att säkerställa en hög nivå av livsmedelssäkerhet. I linje med detta mål lyckades forskarna framgångsrikt detektera sporer i ett kontaminerat mjölkprov, vilket visar hur metoden kan användas för samhällsnyttan.
– Vår metod erbjuder förbättrad känslighet, vilket gör det möjligt att upptäcka betydligt mindre mängder av bakteriesporer än vad som tidigare varit möjligt. Även om vi fortfarande är i ett tidigt skede arbetar vi aktivt med att förfina teknologin till en praktisk sensor som kan anpassas för industrier som är i riskzonen för sporkontaminering, säger Jonas Segervald.
Jonas Segervald, Dmitry Malyshev, Rasmus Öberg, Erik Zäll, Xueen Jia, Thomas Wågberg, Magnus Andersson. Ultra-Sensitive Detection of Bacterial Spores via SERS. ASC Sensors, 23 januari 2025. DOI: 10.1021/acssensors.4c03151
