"Este es un mercado de $ 10 mil millones y todos lo saben". Esas son las palabras de Chris Hartshorn, Director ejecutivo de una nueva empresa derivada del MIT, Xibus Systems, que tiene como objetivo causar sensación en la industria alimentaria con su nuevo sensor de seguridad alimentaria.

Hartshorn tiene una experiencia considerable en el apoyo a la innovación en agricultura y tecnología alimentaria. Antes de unirse a Xibus, se desempeñó como director de tecnología de Callaghan Innovation, una agencia del gobierno de Nueva Zelanda. Una gran parte de la economía del país se basa en la agricultura y la alimentación, por lo que una parte importante de la actividad de innovación se centra en esos sectores.

Mientras que hay, Hartshorn entró en contacto con una serie de diferentes tecnologías de detección de seguridad alimentaria que ya estaban en el mercado, con el objetivo de satisfacer las necesidades de los productores de Nueva Zelanda y otros alrededor del mundo. Todavía, "cada vez que hubo un retiro de alimentos basado en patógenos", dice, "arrojó luz sobre el hecho de que este problema aún no se ha resuelto".

Vio a innovadores de todo el mundo tratando de desarrollar un mejor sensor de patógenos alimentarios, pero cuando Xibus Systems se acercó a Hartshorn con una invitación para unirse como CEO, vio algo único en su enfoque, y decidió aceptar.

Las nuevas partículas líquidas proporcionan una indicación rápida de la contaminación de los alimentos

Xibus Systems se formó en el otoño de 2018 para ofrecer una fácil, y tecnología de detección de seguridad alimentaria asequible para los usuarios de la industria alimentaria y los consumidores cotidianos. El desarrollo de la tecnología, basado en la investigación del MIT, fue apoyado por dos subvenciones de comercialización a través del programa J-WAFS Solutions del Laboratorio de Sistemas de Alimentos y Agua Abdul Latif Jameel del MIT. Se basa en gotitas especializadas, llamadas emulsiones de Janus, que se pueden usar para detectar contaminación bacteriana en los alimentos. El uso de gotas de Janus para detectar bacterias fue desarrollado por un equipo de investigación dirigido por Tim Swager, el profesor de química John D. MacArthur, y Alexander Klibanov, el profesor Novartis de Ingeniería Biológica y Química.

Swager y los investigadores de su laboratorio desarrollaron originalmente el método para hacer emulsiones de Janus en 2015. Su idea era crear una partícula sintética que tuviera las mismas cualidades dinámicas que la superficie de las células vivas.

Las gotitas de líquido constan de dos hemisferios de igual tamaño, uno hecho de un fluorocarbono teñido de azul y otro hecho de un hidrocarburo teñido de rojo. Los hemisferios son de diferentes densidades, lo que afecta la forma en que se alinean y lo opacos o transparentes que aparecen cuando se ven desde diferentes ángulos. Son, en efecto, lentes. ¿Qué hace que estos microlentes sean especialmente únicos? sin embargo, es su capacidad para unirse a proteínas bacterianas específicas. Sus propiedades vinculantes les permitieron moverse, pasar de un hemisferio rojo a azul en función de la presencia o ausencia de una bacteria en particular, como Salmonella.

"Estábamos encantados con el diseño, Swager dice. Es un método de detección completamente nuevo que realmente podría transformar el mercado de detección de seguridad alimentaria. Mostró resultados más rápidos que cualquier cosa disponible actualmente en el mercado, y aún podría producirse a muy bajo costo ".

Las emulsiones Janus responden excepcionalmente rápido a los contaminantes y brindan resultados cuantificables que son visibles a simple vista o pueden leerse a través de un sensor de teléfono inteligente.

"La tecnología tiene sus raíces en una ciencia muy interesante, "Dice Hartshorn." Lo que estamos haciendo es unir este descubrimiento científico con un producto de ingeniería que satisface una necesidad genuina y que los consumidores realmente adoptarán ".

Habiendo obtenido ya casi un millón de dólares en financiación inicial de diversas fuentes, y también ser aceptado en Sprout, un acelerador agroalimentario muy respetado, han tenido un comienzo rápido.

Resolviendo un desafío industrial de miles de millones de dólares

¿Por qué importa la velocidad? En el campo de las pruebas de seguridad alimentaria, la práctica estándar es cultivar muestras de alimentos para ver si se forman colonias de bacterias dañinas. Este proceso puede tardar varios días, y, a menudo, solo se puede realizar fuera del sitio en un laboratorio especializado.

Si bien existen técnicas más rápidas, son costosos y requieren instrumentos especializados, que no están ampliamente disponibles, y todavía requieren 24 horas o más de principio a fin. En los casos en los que haya una gran demora entre el muestreo de alimentos y la detección de contaminantes, los productos alimenticios ya podrían haber llegado a las manos de los consumidores y haberles causado malestar estomacal. Si bien los casos de enfermedad y muerte que pueden ocurrir por enfermedades transmitidas por los alimentos son lo suficientemente alarmantes, también hay otros costos. Los retiros de alimentos resultan en un tremendo desperdicio, no solo de los productos alimenticios en sí mismos, sino de la mano de obra y los recursos involucrados en su crecimiento, transporte, y procesamiento. Los retiros de alimentos también implican lucro cesante para la empresa. Solo América del Norte pierde $ 5 mil millones anualmente en retiros, y eso no cuenta los costos indirectos asociados con el daño que ocurre a marcas particulares, incluidas las pérdidas de participación de mercado que pueden durar años.

La industria alimentaria se beneficiaría de un sensor que pudiera proporcionar lecturas rápidas y precisas de la presencia y cantidad de contaminación bacteriana en el lugar. La tecnología de emulsión Janus de Swager Group tiene muchos de los elementos necesarios para satisfacer esta necesidad y Xibus Systems está trabajando para mejorar la velocidad. precisión, y diseño general del producto para preparar el sensor para el mercado.

Otros dos investigadores financiados por J-WAFS han ayudado a mejorar la eficiencia de los primeros diseños de productos. Mathias Kolle, profesor asistente en el Departamento de Ingeniería Mecánica del MIT y beneficiario de una subvención inicial separada de 2017 J-WAFS, es un experto en materiales ópticos. En 2018, él y su estudiante graduada Sara Nagelberg realizaron los cálculos que describen la interacción de la luz con las partículas de Janus para que el equipo de Swager pudiera modificar el diseño y mejorar el rendimiento. Kolle sigue involucrado, sirviendo con Swager en el equipo de asesoría técnica de Xibus.

Este esfuerzo fue una nueva dirección para el grupo Swager. Swager dice:"La tecnología que desarrollamos originalmente no tenía precedentes. En el momento en que solicitamos una subvención de J-WAFS Solutions, estábamos trabajando en un nuevo territorio y teníamos resultados preliminares mínimos. En ese tiempo, no lo hubiéramos logrado por ejemplo, revisiones de la financiación del gobierno que pueden ser conservadoras. El patrocinio de J-WAFS de nuestro proyecto en esta etapa inicial fue fundamental para ayudarnos a lograr las innovaciones tecnológicas que sirven como base de esta nueva puesta en marcha ".

El cofundador de Xibus, Kent Harvey, también miembro del equipo de investigación original del MIT, está acompañado por Matthias Oberli y Yuri Malinkevich. Junto con Hartshorn, están trabajando en un prototipo para la entrada inicial al mercado. En realidad, están desarrollando dos productos diferentes:un sensor de teléfono inteligente que es accesible para los consumidores cotidianos, y un dispositivo de mano portátil que es más sensible y sería adecuado para la industria. Si pueden construir una plataforma exitosa que satisfaga las necesidades de asequibilidad de la industria, precisión, facilidad de uso, y velocidad, podrían aplicar esa plataforma a cualquier situación en la que un usuario necesite analizar organismos que viven en el agua. Esto abre muchos sectores en las ciencias de la vida, incluida la calidad del agua, detección de suelo, diagnóstico veterinario, así como diagnósticos de fluidos para el sector sanitario en general.

El equipo de Xibus quiere concretar su producto desde el principio.

"Dado que la detección de seguridad alimentaria es un campo abarrotado, solo tiene una oportunidad para impresionar a sus clientes potenciales, ", Dice Hartshorn." Si su primer producto es defectuoso o no es lo suficientemente interesante, Puede ser muy difícil volver a abrir la puerta con estos clientes. Por lo tanto, debemos asegurarnos de que nuestro prototipo cambie las reglas del juego. Eso es lo que nos mantiene despiertos por la noche ".

Esta historia se vuelve a publicar por cortesía de MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un sitio popular que cubre noticias sobre la investigación del MIT, innovación y docencia.