Một số trường hợp phải thu hồi thực phẩm gần đây cho thấy, các mầm bệnh có hại thường chỉ được phát hiện khi bệnh nhân bắt đầu có biểu hiện nôn mửa sau khi ăn. Hiện nay các nhà nghiên cứu đang tiến hành nghiên cứu để có thể phát triển được các bộ cảm biến tốt hơn để có thể phát hiện mọi thứ một cách nhanh, chính xác, tự động từ các chỉ dấu sinh học ung thư trong máu cho đến các vi khuẩn có hại trong môi trường. Chỉ cần một số lượng rất nhỏ các vi sinh vật gây bệnh cũng có thể gây nguy hại cho sức khỏe con người. Tuy nhiên các bộ cảm biến hiện nay không thể nhanh chóng chóng và dễ dàng phát hiện ra hàng loạt các vi khuẩn lạ này.

Mới đây, nhóm nghiên cứu tại WSU đã chế tạo thành chông một bộ cảm biến đơn có khả năng phát hiện và khuếch đại các tín hiệu của vi sinh vật gây bệnh Escherichia coli (E. coli) 0157:H7 có trong thực phẩm, đây là chủng vi khuẩn có thể gây tiêu chảy nặng và tổn thương thận cho con người.

Giải pháp để có thể tạo ra được một bộ cảm biến tốt hơn là “lưu trữ” một lượng lớn các enzym hoạt tính mạnh để có thể phát hiện ra các kháng nguyên trong mẫu. Để giải quyết được vấn đề này, các nhà nghiên cứu đã phát triển một loại hạt cấp độ nano bao gồm các thành phần hữu cơ, vô cơ và nhìn trông giống như một bông hoa nhỏ xíu, có kích cỡ nhỏ hơn hạt bụi và tạo thành một nhóm các phân tử. Bông hoa kích cỡ nano và các cánh hoa này tạo nên một diện tích bề mặt lớn để làm bất hoạt các enzym hoạt tính cao này. Điều này rất cần thiết để có thể phát hiện vi khuẩn ở mật độ rất thấp.

Bông hoa nano này có thể nhận diện vi khuẩn và phóng đại tín hiệu khiến cho vi khuẩn dễ bị phát hiện bằng máy đo pH cầm tay đơn giản hoặc giấy chỉ thị pH. 

“Chúng tôi muốn dùng những bông hoa nano này và tạo ra một thiết bị cầm tay dễ sử dụng để bất kỳ ai cũng có thể sử dụng ở bất cứ nơi đâu. Nó có thể sử dụng đơn giản tương tự như que thử thai hoặc máy đo tiểu đường”, Lin cho biết.

Hiện các nhà nghiên cứu đã nộp đơn đăng ký bảo hộ độc quyền sáng chế cho khái niệm thiết bị cầm tay này và đang tiến hành nghiên cứu để chuyển đổi các thành phẩn của bông hoa nano này nhằm phát hiện các dấu hiệu bệnh cũng như các các vi sinh vật gây bệnh khác như vi khuẩn salmonella. (Salmonella là chủng vi khuẩn gây ra các bệnh như thương hàn, nhiễm trùng máu và ngộ độc thực phẩm. Các triệu chứng do Salmonella gây ra chủ yếu là tiêu chảy, ói mửa, buồn nôn, xuất hiện sau 12 - 36 giờ sau khi ăn phải thực phẩm nhiễm Salmonella).

Công trình nghiên cứu này được hỗ trợ bởi Trung tâm kiểm soát và phòng ngừa dịch bệnh Hoa Kỳ và Viện Quốc gia An toàn Sức khỏe nghề nghiệp.