Jakie są różne metody wykrywania bakterii?
Wykrywanie bakterii jest ważne w wielu branżach w celu ochrony żywności, powietrza i wody przed zanieczyszczeniem lub w celu identyfikacji źródła infekcji w warunkach medycznych. Tradycyjne metody wykrywania bakterii, takie jak pobieranie kultur, są skuteczne, ale pokazanie wyników może zająć godziny lub dni i może przeoczyć większość rodzajów bakterii. Opracowywane są nowsze, szybsze metody wykrywania bakterii w celu usprawnienia procesu i zwiększenia szybkości wykrywania. Niektóre z nich obejmują reakcję łańcuchową polimerazy (PCR), urządzenia na podczerwień wykrywające bakterie w żywności oraz szybkie skanowanie wykrywające zanieczyszczenie bakteryjne w płytkach krwi. Wiele z tych metod wykrywa bakterie, mierząc poziomy tlenu lub niewielkie zakłócenia elektryczne, które wskazują na obecność bakterii.
Tradycyjna technika wykrywania bakterii polega na pobraniu próbki, hodowaniu kultury bakteryjnej i policzeniu rosnących bakterii. Ta metoda jest powszechnie stosowana w warunkach medycznych zawierających produkty z płytek krwi. Ponieważ produkty płytkowe muszą być przechowywane w temperaturze pokojowej, są one narażone na wysokie ryzyko zanieczyszczenia bakteryjnego.
Tradycyjne techniki hodowli wykrywają zmiany w poziomach tlenu, które wskazują na obecność bakterii, ale wyniki mogą zająć siedem dni. Istnieją nowsze, szybsze systemy wykrywania bakterii, takie jak cytometria na fazie stałej, która wykrywa i zlicza wszystkie bakterie znakowane fluorescencyjnie w ciągu trzech minut.
Podobnie jak metody stosowane do wykrywania bakterii w produktach płytkowych, wykrywanie bakterii w wodzie lub powietrzu zwykle wymaga zliczania płytek krwi, w których woda jest umieszczana na powierzchni agaru i pozwala się rosnąć hodowli. Po wystarczającym czasie umożliwiającym namnażanie się bakterii zlicza się kolonie bakteryjne. Innym sposobem identyfikacji bakterii w wodzie jest użycie wirusa do zainfekowania bakterii fluorescencyjnymi cząsteczkami reporterowymi, które można zidentyfikować za pomocą spektroskopii fluorescencyjnej.
Nowszą metodą wykrywania bakterii, która ma potencjał do szerokiego zakresu zastosowań, jest czujnik pokryty przeciwciałami bakteryjnymi, przez które przepływa prąd elektryczny. Gdy czujnik wejdzie w kontakt z bakteriami, wykrywa zmiany częstotliwości wskazujące na obecność bakterii. Technologia ta została wykorzystana do poprawy wykrywania bakterii Escherichia coli (E. coli) w zakładach przetwórstwa mięsnego, a także wykrywania toksyn mikrocystyn-LR (MC-LR) w wodzie pitnej. Ta technologia wykrywa bakterie w kilka minut, podczas gdy starsza metoda hodowli trwa od godzin do dni.
PCR to molekularna technika identyfikacji bakterii, która ma kilka zalet w porównaniu z innymi metodami wykrywania bakterii. Niektóre szacunki wskazują, że ponad 99 procent wszystkich bakterii w ludzkim ciele nie może być hodowanych, co czyni tradycyjne techniki nieodpowiednimi do wielu zastosowań. PCR może bardzo szybko wykryć małe ilości bakterii przy użyciu technik amplifikacji RNA i DNA.