Большие вызовы 2023 Агропромышленные и биотехнологии
Разработка набора реагентов для определения состава пищевых продуктов
Помни, ты – это то, что ты ешь!
Проект выполнен при поддержке ООО "Биодайв"

Биодайв является резидентом инновационного научно-технологического центра "Сириус"
Производители и поставщики мяса могут утаивать реальный состав мясных продуктов, что должно настораживать потребителей. Такая подмена может говорить о том, что данные ингредиенты не прошли должной проверки и несут потенциальную опасность для здоровья: от аллергических реакций до отравлений, которые могут привести к летальному исходу.
Такие случаи нередки. Например, в Европе в 2014 году в мясные продукты попало мясо лошадей, не предназначенных для убоя. В их мясе содержалось вещество, которое дают лошадям на ипподромах для снятия мышечных спазмов. Его попадание в организм человека может привести к нарушению работы почек и печени.
Проблематика
В настоящее время производители мясной продукции пренебрегают составом производимых изделий. Это свидетельствует о ненадлежащей проверке. В таком случае продукт несёт потенциальную опасность здоровью потребителей.
К сожалению, на данный момент различные методики ПЦР-систем используются для проверки точных характеристик потребляемых продуктов. Уникальность нашей работы заключается в применении петлевой изотермальной амплификации (LAMP) для определения состава пищевых продуктов, которая ранее использовалась только для выявления различных инфекционных заболеваний.
Актуальность
Гипотеза
Состав мясных изделий, заявленный производителем, на федеральной территории Сириус не соответствует действительности
Цель
Разработать набор реагентов, который будет позволять проводить быстрые, точные и недорогие анализы пищевых продуктов на безопасность и соответствие с представленным составом
Задачи
Создание набора реагентов и их последующее внедрение в картридж
Изучение и анализ существующих методик, используемых для определения пищевых продуктов
Подбор строго специфичных праймеров
Проведение тестирований и анализ полученных результатов
Создание алгоритма с целью автоматизации подбора праймеров для Lamp
Компанией Биодайв разработан прибор, анализирующий ДНК в образце. Это позволяет определить состав продукта вне лаборатории.
Он удобен в коллекции и подходит для исследования вкусов пищевых продуктов
взять образец материала
внести его во флакон с раствором и потрясти
поместить образец в одноразовый картридж
вставить картридж в анализатор PCRBOT
запустить приложение и подождать 30-40 минут
получить результаты исследования на мобильный телефон
Проведение анализа с помощью PCRBOT гораздо удобнее и дешевле, чем существующие сейчас лабораторные исследования
дешевле в 6 раз
не требует высокой квалификации
высокая специфичность исследования
быстрый результат
Разработанный нашей командой картридж позволяет исследовать образец на содержание:

  • курицы
  • индейки
  • говядины
  • свинины
  • сои

Дополнительные блоки для отрицательного и положительного контроля помогают отслеживать корректность анализа.
Результаты
Подобраны праймеры для петлевой изотермальной амплификации (LAMP)
Разработан алгоритм на языке Python (с использованием библиотеки BioPython) с целью автоматизации подбора праймеров для LAMP
Фальсификация продуктов
Было изучено 20 мясных изделий (как сложные образцы, так и монопродукты). В ходе исследования было установлено, что образец говядины №2 оказался свининой. Также несоответствующие заявленному составу компоненты находятся в сосисках (образец №1 и №2), митболе, мясе черепахи* и курином оладушке.
*- исследование совместно с проектом "Видовое определение водных биологических ресурсов методом секвенирования фрагмента гена цитохромоксидазы I"
Были изготовлены картриджи и внедрены реагенты в них
1-ый этап
2-ой этап
3-ий этап
Готовый картридж
Выводы
  • Были освоены методы ПЦР в реальном времени и изотермальной амплификации для определения состава пищевых продуктов.
  • Были подобраны строго специфичные праймеры для 5 видов: коровы, курицы, индейки, сои, свиньи.
  • Был разработан алгоритм автоматической подборки праймеров для LAMP
  • Разработанный набор реагентов для определения состава мясной продукции был внедрен в картридж.
  • Были проведены анализы монопродуктов и сложных образцов, с помощью которых гипотеза подтвердилась.
Планы развития проекта
  • Расширить выборку анализируемых видов в мясной продукции
  • Внедрить данную технологию анализа пищевых продуктов в крупные торговые точки
  • Разработать методику количественного, а не качественного анализа содержания соответствующих видов
  • Разработать учебные проекты на основе данного исследования для предоставления региональным центрам поддержки одаренных детей
Наша команда
Верех Антон Олегович, Московская область

вк: vk.com/veryniceanton
тг: @veryniceanton
Галактионова Анастасия Алексеевна, Смоленская область

вк: vk.com/asyagalaxy
тг: @asyagalaxy
Пирогова Анна Сергеевна, республика Марий-Эл

вк: vk.com/anyaprgv
тг: @anna_natalievna
Красноцветова Дарья Игоревна, Астраханская область

вк: vk.com/id380301093
тг: @dark_rasno
Пикалова Ярослава Андреевна, Самарская область

вк: vk.com/jarpik
тг: @yspklv
Куликовских Леонид Эдуардович, Челябинская область

вк: vk.com/lllll4321q
тг: @klchr740
Руководители проекта
Мартюшова Владислава Геннадьевна

ассистент руководителя проекта, студентка факультета естественных наук НГУ

вк : vk.com/kasatkaaaaaa
тг: @vlada_marty
Тронин Андрей Владимирович

руководитель проекта, генеральный директор ООО "Биодайв"

тг: @tronin_av
Середина Татьяна Александровна

руководитель проекта, ведущий специалист ООО "Биодайв"

тг: @tatyanaseredina

Стиврина Мария Юрьевна

Ведущий специалист ООО "Биодайв"

вк: vk.com/spiderbee

Фотоотчёт
©Большие вызовы 2023
ts@bio-dive.com