Szybka i elastyczna analiza wody wywołuje poruszenie w przemyśle
Trwający nie dłużej niż dwie godziny proces analityczny został zwalidowany pod kątem detekcji bakterii Legionella i Escherichia coli, choć równie dobrze może posłużyć do wykrywania innych drobnoustrojów. Szybka detekcja oznacza możliwość podjęcia zdecydowanych działań, co jest istotnym elementem zapobiegania potencjalnemu rozwojowi epidemii choroby. „Choroby zakaźne wywoływane przez drobnoustroje należą do najczęstszych i najbardziej rozpowszechnionych zagrożeń dla zdrowia związanych z wodą, zarówno tą pitną, jak i w kąpieliskach”, tłumaczy kierownik techniczny projektu, dr Vicente Catalan z firmy Labaqua w Hiszpanii. I dodaje: „Zmniejszając ryzyko chorób przenoszonych drogą wodną, nowa technologia poprawi reputację i konkurencyjność przedsiębiorstw zajmujących się dystrybucją wody, hoteli, producentów żywności i napojów oraz zakładów chemicznych”. Krótki czas oczekiwania na wyniki Działanie nowej platformy polega na automatycznej koncentracji próbki wody i automatycznym znakowaniu każdego badanego drobnoustroju. Każdy wyznakowany mikroorganizm z próbki zostaje poddany detekcji i policzony przy użyciu fluorescencyjnej cytometrii obrazowej. „Cytometr obrazowy działa trochę jak mikroskop, tyle że bez soczewki. Wykrywa obecność drobnoustrojów dzięki zjawisku fluorescencji”, tłumaczy dr Catalan. Jedną z największych zalet tego systemu jest możliwość jego zaimplementowania w miejscu wytwarzania, co pozwala uniknąć konieczności wysyłania próbek do laboratorium i kilkudniowego oczekiwania na wyniki. W przypadku Legionelli tradycyjne metody oparte na izolacji kultur mogą trwać nawet 12 dni, podczas gdy platforma CYTO-WATER (Integrated and portable image cytometer for rapid response to Legionella and Escherichia coli in industrial and environmental waters) dostarcza jednoznacznych wyników w ciągu zaledwie dwóch godzin. „Szybka diagnoza zagrożeń jakości wody środowiskowej i przemysłowej jest prawdziwym przełomem”, przekonuje dr Catalan. Kolejną zaletą jest to, że każdy z trzech modułów służących do pobierania próbek, znakowania i oznaczania ilościowego patogenów może być sprzedawany oddzielnie, co potencjalnie zwiększa jego dostęp do szerszego rynku. Na przykład, moduł automatycznego znakowania mógłby zostać zaadaptowany w laboratoriach szpitalnych czy uniwersyteckich prowadzących badania z różnych dziedzin. „CYTO-WATER jest uniwersalną platformą z możliwością zastosowania do dowolnego organizmu bytującego w środowisku wodnym”, zapewnia dr Catalan. „Potencjał takiego zastosowania jest olbrzymi, od monitorowania bakterii Pseudomonas i Mycobacterium w obiektach szpitalnych po psującą się żywność czy wykrywanie patogenów w zakładach produkcji żywności i napojów”, dodaje. Najwyższe wymagania Aby znaleźć się w tym miejscu, zespół projektu CYTO-WATER musiał z powodzeniem sprostać wielu kluczowym technicznym wyzwaniom. Jednym z nich był wymóg koncentracji próbek wody w celu lepszej detekcji patogenów oraz wystarczająca czułość i niezawodność cytometra obrazowego, gwarantująca spełnienie rygorystycznych standardów regulacyjnych. Różne moduły platformy zostały dostosowane i oddzielnie zwalidowane dla zapewnienia zgodności z wymogami rynkowymi. „Kolejnym wyzwaniem było zintegrowanie technologii koncentracji, znakowania i detekcji patogenów w zminiaturyzowanym systemie analitycznym”, tłumaczy dr Catalan. W następnym kroku dokonano oceny wyników operacyjnych w warunkach rzeczywistych. Porównanie pod kątem środowiskowym i ekonomicznym z tradycyjnymi procedurami punktowego pobierania próbek wykazało, że technologia CYTO-WATER jest bardziej przyjazna dla środowiska w przypadku wykrywania Legionelli oraz mniej kosztowna ze względu na niższe wymogi dotyczące transportu i liczby personelu. Po oficjalnym zakończeniu projektu w maju 2018 r. jego członkowie obecnie przystępują do nowych przedsięwzięć i szkicują plany wykorzystania technologii, poszukując możliwości dalszego obniżenia kosztów produkcji. W planach jest również przeprowadzenie analiz rynkowych dla oszacowania poziomu zapotrzebowania na platformę i jej indywidualne moduły wśród klientów. „Wyniki w zakresie wykrywania bakterii Legionella i E. coli pokazały, jakie możliwości techniczne posiada nasz system”, tłumaczy dr Catalan „Jednak, aby móc w pełni ocenić potencjał biznesowy, konieczne będzie przeprowadzenie badań rynkowych dla innych zastosowań”.
Słowa kluczowe
CYTO-WATER, woda, Legionella, E. coli, detekcja, patogeny, przemysłowy, środowiskowy, cytometr, fluorescencja
