新的生物传感器技术可以检测仔猪群的细菌性腹泻并减少抗菌药物的使用。
一种新型的基于纳米技术的生物传感器可以捕获来自腹泻诱导细菌的颗粒,这些细菌每年夺走超过100万头仔猪的生命。一组DTU研究人员已经开发出新的生物传感器,在即将推出的新DTU衍生产品Enterogate中进一步开发,并与猪场,兽医,咨询机构和Bactolife ApS合作。
新的生物传感器技术可以帮助猪场可以快速,廉价地判断仔猪的腹泻是否是由细菌感染引起的。这项新技术可以显著改善动物福利,并减少猪场的经济损失。此外,快速测试方法可以帮助减少抗菌药物的使用。这在对抗多重耐药细菌的斗争中非常重要。
纳米和芯片技术
在DTU进行的实验室测试中,新的生物传感器在检测引起腹泻的大肠杆菌方面取得了积极的结果。这种传感器是基于纳米技术和芯片技术的结合,其中具有金色表面的芯片经过特别稳定的抗体处理,能够捕获和保持大肠杆菌中一些所谓的毒力因子,这些因子会导致仔猪腹泻。
仅在丹麦,每年治疗仔猪腹泻的市场就达1.1亿丹麦克朗左右,Winnie E.Svendsen估计,新的生物传感器将能够占据目前丹麦诊断和治疗市场的40%以上。该技术随后可在全球推广,并可用于动物和人类的许多其他疾病的诊断。
绘制频繁爆发疾病的地图
生物传感器目前正在与猪场进行进一步开发,将帮助确定在哪里可以最有效地使用该生物传感器并获得最佳效果。
"通过纳米技术,获得了一个高度灵敏的信号,能够测量细菌,但最大的挑战将是为这些测试设计正确的系统。问题是我们是否应该测量每头猪,或者我们是否应该一次测量一部分。对猪场来说,什么最有效?是分离一个部分并仅对该部分施用抗菌剂,还是我们需要单独治疗每头猪?将单个样本与猪圈中的仔猪分开是否有意义?"Winnie E. Svendsen说。
从长远来看,希望能够用人工智能来补充生物传感器,人工智能可以利用大量的数据来生成猪圈地图,显示爆发最频繁的区域。
问题是,在猪圈中,感染通常在哪里爆发,是否存在一种模式。这些信息对猪场来说非常有价值,这样他们就可以长期减少感染和腹泻的数量。该设备可以帮助做到这点。
仔猪腹泻的真实原因到底是什么?
丹麦是世界上最大的仔猪和猪肉出口国之一,每年大约生产3200万头猪。猪生产中的主要挑战之一是仔猪腹泻,即所谓的断奶后腹泻,通常发生在仔猪断奶时4周龄。这给猪场带来了巨大的经济损失,也降低了动物福利。
目前对断奶后腹泻的治疗方法是对整窝仔猪使用抗菌药物,猪场管理者通常不知道腹泻的确切原因。对仔猪进行抗菌治疗通常是基于在猪圈内对其健康状况的观察,而不是诊断,因为将样本送到实验室并对其进行分析是一个漫长而昂贵的过程。最终结果是猪生产中大量且不必要的抗菌药物消耗。丹麦抗菌药物消费量的三分之一用于治疗仔猪。
丹麦生猪生产商每年使用35吨抗菌药物和400吨氧化锌治疗仔猪断奶后腹泻,从全球角度看,美国生猪生产商的消费水平是丹麦生猪生产商的7倍。