Mat och vattenburna sjukdomar är en vanlig fråga runt om i världen. Varje år hundratals miljoner vatten, dryck och matprover måste testas för att upptäcka skadliga bakterier.

Patogener som Legionella, Pseudomonas, Giardia/Cryptosporidium, Salmonella, Campylobacter och patogen E. coli är huvudorsaker till mänsklig sjukdom, vilket också leder till betydande ekonomiska förluster. Dock, nuvarande guldstandardodlingsbaserade tester kan ta flera dagar upp till två veckor för ett resultat, vilket leder till kostsamma förseningar i behandlingen.

Det EU-finansierade Horizon 2020 CellCount-projektet hanterade dessa utmaningar genom att utveckla en revolutionerande plattform för mikrobiologiska tester som består av ett instrument och engångssökningskit. Den är baserad på två huvudprinciper:immunomagnetisk separation (IMS) för isolering och koncentration av de patogena cellerna, och flödescytometri (FCM) för detektion och räkning.

CellCount-instrumentet är en automatiserad bänkskiva i ett steg, möjliggör mobilanalyser på plats och snabba resultat som leder till effektiva motåtgärder. "CellCount erbjuder en resultattid på mindre än en timme, samt förbättrad upplösning och noggrannhet, med lägre krav på operatörsutbildning och enkel användning, på grund av dess bärbarhet, "säger projektkoordinator Dr Hans-Anton Keserue.

Snabb upptäckt

IMS -metoden binder magnetiska partiklar till målorganismernas yta och separerar dem från den konkurrerande floran genom att applicera ett externt magnetfält. Grundläggande element i IMS inkluderar reagenserna för snabb detektion (antikroppar och magnetiska nanopartiklar) för specifika patogener, mikrofluidpatronerna (som innehåller en lab-on-a-chip) för separation, och instrumentet för att automatisera processen.

Antikroppar för en specifik patogen är kopplade till magnetiska nanopartiklar och ingår i analysen för snabb detektion. Cellerna färgas dessutom med fluorescerande markörer för att indikera deras närvaro och livskraft. Dr Keserue hävdar:"Analysen av provet på enstaka cellnivå och som skiljer livskraftiga från döda celler, sätter CellCounts testsystem i stånd att bli den nya guldstandarden för patogendetektering och kvalitetskontroll. "

Ett prov av förbehandlat vatten eller mat och reagenserna för snabb detektering blandas, resulterar i magnetisk märkning av målorganismerna. "Den mikrofluidiska IMS-patronen är utformad för att hanteras som en vanlig brunnplatta och därför provet pipetteras direkt i motsvarande brunn på patronen. Patronen sätts sedan in i instrumentet där IMS leds genom att driva lösningarna genom mikrofluidkanalerna, när du applicerar ett externt statiskt magnetfält, "förklarar Dr Keserue.

Lätt att använda

Mikrofluidpatroner är utformade för att vara förbrukningsvaror för engångsbruk som vanliga brunnplattor, så CellCount innehåller en anpassad FCM-modul som fungerar med engångspatroner. "Detta resulterar i en radikal förenkling av provhanteringen, plus att instrumentet är nästan underhållsfritt. Därav, FCM -enkelcellsdetektering erbjuder snabb, tillförlitlig och mycket löst data, "Dr Keserue avslutar.

CellCount kommer att vara ovärderlig i områden där vattensäkerhet är avgörande - sjukhus, tillverkare av vattenrening, avloppsreningsverk samt tillverkare av flaskvatten, hotell, kryssningsfartyg och operatörer av kyltorn. Vidare, det snabba och kostnadseffektiva CellCount-testet kommer att hjälpa EU att bli ledande inom teknik för övervakning av mikrobiologisk kontaminering i vatten, drycker och mat.