Szybkie i wiarygodne badanie w kierunku skażenia mikrobiologicznego
Patogeny, takie jak Legionella, Pseudomonas, Giardia/Cryptosporidium, Salmonella, Campylobacter i chorobotwórcze szczepy E. coli, są głównymi przyczynami chorób u ludzi, co przekłada się na znaczne straty gospodarcze. Obecnie powszechnie stosowane analizy oparte na hodowli pozwalają uzyskać wyniki w ciągu kilku dni do nawet dwóch tygodni, prowadząc do kosztownych opóźnień w leczeniu. Celem finansowanego przez UE projektu CellCount(odnośnik otworzy się w nowym oknie), objętego programem „Horyzont 2020”, było opracowanie rewolucyjnej platformy do badań mikrobiologicznych, którą tworzy specjalne urządzenie oraz jednorazowe zestawy do analiz. Opiera się ona na dwóch głównych zasadach: oddzielaniu immunomagnetycznym (ang.immunomagnetic separation, IMS) na potrzeby izolowania i koncentracji patogennych komórek oraz na cytometrii przepływowej (ang. flow cytometry, FCM) na potrzeby detekcji wyizolowanych komórek i ich zliczania. Urządzenie opracowane w ramach projektu CellCount jest zautomatyzowanym przyrządem stacjonarnym wykonującym jedną operację, który umożliwia przeprowadzenie mobilnej analizy on-site i szybkie uzyskanie wyników, umożliwiając skuteczne stosowanie środków zaradczych. „Urządzenie CellCount pozwala uzyskać wynik w czasie poniżej jednej godziny, przy wysokiej rozdzielczości i czułości. Ponadto, ze względu na to, że jest mobilne, jego obsługa jest prosta i nie wymaga rozległego szkolenia”, mówi koordynator projektu dr Hans-Anton Keserue. Szybka detekcja Metoda IMS polega na wiązaniu cząsteczek magnetycznych do powierzchni organizmów docelowych i oddzieleniu ich od konkurencyjnej mikroflory przy pomocy zewnętrznego pola magnetycznego. Podstawowe elementy IMS obejmują odczynniki do szybkiej detekcji (przeciwciała i magnetyczne nanocząsteczki) dla określonych patogenów, wkłady mikrofluidowe (z tzw. laboratorium chipowym) do rozdzielania, a także przyrząd umożliwiający automatyzację procesu. Przeciwciała dla konkretnego patogenu są związane z nanocząsteczkami magnetycznymi i zawarte w teście szybkiego wykrywania. Komórki są dodatkowo wybarwiane markerami fluorescencyjnymi, aby wskazać ich obecność i żywotność. Jak twierdzi dr Keserue: „Analiza próbki na poziomie pojedynczej komórki, która w dodatku umożliwia odróżnienie komórek żywych od martwych sprawia, że system analityczny CellCount może stać się nowym złotym standardem w wykrywaniu patogenów i kontroli jakości”. Próbka wstępnie przetworzonej wody lub żywności oraz odczynniki do szybkiego wykrywania są mieszane, co skutkuje magnetycznym znakowaniem organizmów docelowych. „Mikrofluidowy wkład IMS zaprojektowano tak, aby można go było obsługiwać podobnie do powszechnie stosowanych płytek laboratoryjnych ze studzienkami, dlatego próbka zostaje wypipetowana bezpośrednio do odpowiedniej studzienki na wkładzie. Wkład zostaje następnie wprowadzony do urządzenia, w którym przeprowadzany jest proces IMS: roztwór przechodzi przez kanały mikrofluidowe przy jednoczesnym zastosowaniu zewnętrznego statycznego pola magnetycznego”, wyjaśnia dr Keserue. Łatwość stosowania Wkłady mikrofluidowe są zaprojektowane tak, aby nadawały się do jednorazowego użytku, podobnie jak standardowe płytki ze studzienkami, dlatego CellCount zawiera specjalnie zaprojektowany moduł FCM, który wykorzystuje jednorazowe wkłady. „Skutkuje to radykalnym uproszczeniem procesu przetwarzania próbek, a dodatkowo urządzenie to wymaga minimalnych nakładów konserwacyjnych. Stąd też, wykorzystanie FCM na potrzeby wykrywania pojedynczych komórek pozwala szybko uzyskać rzetelne dane o wysokiej rozdzielczości”, podsumowuje dr Keserue. Urządzenie CellCount będzie nieocenione tam, gdzie bezpieczeństwo wody ma krytyczne znaczenie – w szpitalach, zakładach oczyszczania wody, zakładach oczyszczania ścieków, jak również w zakładach zajmujących się butelkowaniem wody, hotelach, statkach wycieczkowych i u operatorów wież chłodzących. Ponadto, szybkie i opłacalne badanie przy pomocy urządzenia CellCount pomoże UE stać się liderem w dziedzinie technologii monitorowania skażenia mikrobiologicznego w wodzie, napojach i żywności.
Słowa kluczowe
CellCount, oddzielanie immunomagnetyczne (IMS), wkład, mikrobiologiczny, cytometria przepływowa (FCM)
