Het door de EU gefinancierde CYTO-WATER-project heeft een innovatief on-site analytisch systeem ontwikkeld dat in staat is om snel verschillende micro-organismen in water te detecteren.

Het analytische proces, die niet meer dan twee uur duurt, werd gevalideerd voor de detectie van de micro-organismen Legionella en Escherichia coli, maar kan gemakkelijk worden aangepast om andere micro-organismen te detecteren. Snelle detectie betekent dat er slagvaardig kan worden opgetreden; een cruciaal element om ervoor te zorgen dat elke mogelijke uitbraak van een ziekte wordt ingeperkt.

"Infectieziekten veroorzaakt door micro-organismen zijn het meest voorkomende en wijdverbreide gezondheidsrisico in verband met water, drinken en baden, " zegt de technisch directeur van het project, Dr. Vicente Catalaans, van Labaqua in Spanje.

"Het verminderen van het risico op door water overgedragen ziekten zal de reputatie en het concurrentievermogen van bedrijven zoals waterdistributiebedrijven, hotels, voedsel- en drankenindustrie en chemische fabrieken."

Snelle resultaten

Het nieuwe platform werkt door automatisch een watermonster te concentreren, het automatisch labelen van elk micro-organisme dat wordt onderzocht. Met behulp van een fluorescentiebeeldcytometer, elk specifiek gelabeld micro-organisme in het monster wordt gedetecteerd en geteld. "Deze beeldvormende cytometer is als een soort microscoop zonder lens die de aanwezigheid van een micro-organisme identificeert op basis van de fluorescentie die wordt uitgezonden, " legt dr. Catalaan uit.

Een van de belangrijkste voordelen van het systeem is dat het ter plaatse kan worden geïmplementeerd, het vermijden van de noodzaak om monsters naar het laboratorium te sturen en dagen op de resultaten te wachten. In het geval van Legionella, traditionele methoden op basis van kweekisolatie kunnen tot 12 dagen duren, terwijl het CYTO-WATER-platform (geïntegreerde en draagbare beeldcytometer voor snelle reactie op Legionella en Escherichia coli in industriële en milieuwateren) overtuigende resultaten oplevert in slechts twee uur. "Dit is een ontwrichtend voordeel bij de snelle diagnose van kwaliteitsbedreigingen voor milieu- en industriële wateren, " zegt dr. Catalaans.

Een ander voordeel is dat elk van de drie modules die betrokken zijn bij bemonstering, het labelen en tellen van ziekteverwekkers kunnen afzonderlijk worden verkocht, het openen van een potentieel veel grotere markt. De module voor automatische etikettering kan bijvoorbeeld worden aangepast aan de workflow van laboratoria van verschillende sectoren, zoals ziekenhuizen en universiteiten.

"CYTO-WATER is een universeel platform met toepassingen voor elk watergedragen micro-organisme, " onderstreept Dr. Catalan. Er is hier een enorm potentieel, van het monitoren van Pseudomonas en Mycobacterium in ziekenhuisfaciliteiten tot bederf en detectie van pathogenen in voedsel- en drankfabrieken."

Hoge specificaties

Om op dit punt te komen, het CYTO-WATER-projectteam moest een aantal belangrijke technische uitdagingen met succes overwinnen. Bijvoorbeeld, watermonsters moeten worden geconcentreerd om de detectie van ziekteverwekkers te verbeteren, en de beeldvormende cytometer moet gevoelig en robuust genoeg zijn om te voldoen aan strenge wettelijke normen. Verschillende modules van het platform werden individueel aangepast en gevalideerd om ervoor te zorgen dat ze voldeden aan de marktspecificaties. "Een andere uitdaging was het integreren van de technologieën die betrokken zijn bij de concentratie, labeling en detectie van pathogenen binnen een geminiaturiseerd analytisch systeem, " voegt dr. Catalaan toe.

De operationele prestaties onder reële omstandigheden werden vervolgens geëvalueerd. Een milieu- en economische vergelijking met traditionele steekproeven gaf aan dat CYTO-WATER milieuvriendelijker was voor legionelladetectie, en is minder duur vanwege de behoefte aan minder personeel en transport.

Na de officiële afronding van het project in mei 2018, er worden nieuwe bedrijfs- en exploitatieplannen opgesteld om na te gaan hoe de fabricagekosten verder kunnen worden verfijnd. Er zullen ook commerciële analyses worden uitgevoerd om het niveau van de klantvraag naar het platform en de afzonderlijke modules te bepalen.

"De resultaten die we behaalden bij het detecteren van Legionella en E. coli demonstreren de technische mogelijkheden van het systeem, " zegt Dr. Catalaan. "Echter, marktstudies voor andere toepassingen moeten nog worden uitgevoerd, om het bedrijfspotentieel volledig te beoordelen."